剪力墙开洞粘钢加固的力学性能有限元分析研究

摘要

随着我国经济建设的迅速发展,人们为了追求建筑物使用功能的合理性,近些年对原有建筑物的改造日益增多。粘钢加固作为传统加固方法的代表,凭借着其经济、高效、高强、施工简单等优点被设计者广泛采用。本文以某地下停车场的改造工程为例,对其剪力墙开洞后的混凝土梁进行粘钢加固补强。探讨了粘钢加固梁的承载力和刚度计算公式,分析了粘钢加固梁受弯的力学性能,详细介绍了混凝土构件及加固材料的本构模型,叙述了有限元模型建立和分析的具体方法,采用有限元软件ABAQUS建立了混凝土剪力墙开洞后加固梁的有限元模型,运用软件中的单元生死功能模拟了加固施工的过程,数值模拟了混凝土加固梁受力的全过程。
　　通过对有限元模型计算结果的分析,可以得出加固后的钢筋混凝土梁承载力和刚度都能得到很大的提升。详细分析了钢筋混凝土加固梁受力性能之后,可以得出加固梁的受力过程可以分为弹性工作阶段、屈服阶段、钢板加固至最终破坏的三个阶段,其中混凝土的开裂和钢筋应力达到屈服是划分三个阶段的界限状态。对钢板应力分布规律进行了初步的探讨,分析得出了钢板三阶段的受力状态。利用单元生死功能分别建立有限元模型,探讨了不同加固施工顺序对混凝土加固梁的影响,本工程所采用的首先粘贴梁两侧面钢板再进行剪力墙开洞的施工方法,起到了相当的卸荷作用,减小了加固梁的初始应力,可以极大的提高钢板的利用率,为以后类似工程的加固施工提供了理论依据。

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第一章 绪论

1.1混凝土结构加固概述

1.2粘钢加固技术的研究和发展应用现状

1.3混凝土结构有限元发展现状

第二章 依托工程及粘钢加固混凝土构件的理论分析

2.1依托工程

2.2粘贴钢板加固施工

2.3粘钢加固构件的承载力复核计算

2.4粘钢加固混凝土构件的受力机理

2.5本章小结

第三章 混凝土结构有限元分析理论

3.1概述

3.2粘钢加固钢筋混凝土构件有限元分析特点

3.3混凝土的本构关系

3.4钢材的本构关系

3.5本章小结

第四章 粘钢加固结构的有限元模型

4.1引言

4.2钢筋混凝土结构的有限元模型

4.3加固结构有限元模型的建立

4.4加固结构有限元模型

4.5本章小结

第五章 粘钢加固结构的有限元分析

5.1粘钢加固混凝土结构的受力过程和破坏形态

5.2粘钢加固结构与未加固结构对比

5.3粘钢加固施工方法的探讨

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

致谢