钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固混凝土梁抗剪承载力试验研究及有限元分析

摘要

钢绞线网聚合砂浆加固方法是以高强钢绞线网作为增强材料，聚合砂浆作为基材组成的一种新型加固技术，具有高强、耐火、耐腐蚀、无污染、施工方便等特点，在钢筋混凝土结构加固中具有广阔的应用前景。本文的主要研究内容和成果如下： 1、本文对采用钢绞线网聚合砂浆加固的钢筋混凝土梁进行了抗剪试验研究，试验包括1根对比梁和5根加固梁(其中1根环包和4根U型包加固梁)。试验目的是为了观测试验过程中试件的裂缝开展情况和破坏模式，应变及位移变化，还有极限抗剪承载力值。试验结果表明，钢绞线网聚合砂浆薄层可以明显提高钢筋混凝土梁的极限抗剪承载力，改善抗裂性能等； 2、首先利用ANSYS有限元程序对试验进行了模拟，其结果与试验吻合良好，从而验证了利用ANSYS有限元程序进行本次加固试验模拟分析的可行性；然后利用ANSYS有限元程序从剪跨比、纵筋配筋量、箍筋配筋量、混凝土标准抗压强度和加固区钢绞线数量等方面，对钢筋混凝土抗剪加固梁进行了有限元扩展分析，找出各参数对抗剪加固效果的影响作用； 3、在试验研究的基础上，根据桁架-拱模型理论并结合钢绞线网聚合砂浆加固梁的抗剪机理，推导出适用于计算钢绞线网聚合砂浆抗剪加固梁的抗剪承载力公式，通过与试验值比较，其结果吻合良好，可以为实际工程计算作参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1结构加固的工程背景

1.2常用的结构加固方法

1.2.1加大截面加固法

1.2.2外包钢加固法

1.2.3预应力加固法

1.2.4改变结构传力途径加固法

1.2.5粘钢加固法

1.2.6粘贴碳纤维材料加固法

1.3钢绞线网聚合物砂浆加固技术特点和研究概况

1.3.1技术特点

1.3.2研究概况

1.4本文主要研究工作

第二章加固试验

2.1试验概况

2.1.1各种加固方式比较

2.1.2破坏模式

2.1.3试验设计

2.1.4试件的制作及养护

2.1.5试件材料性能试验

2.1.6试验装置及加载方案

2.2主要破坏过程与试验结果

2.2.1试验梁破坏过程

2.2.2试验结果分析

2.3本章小结

第三章 有限元原理及应用

3.1有限元分析方法简介

3.2有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用

3.2.1非线性有限元分析在钢筋混凝土结构中的适用情况

3.2.2钢筋混凝土有限元分析的主要过程

3.3 ANSYS软件在钢筋混凝土有限元分析中的应用

3.3.1 ANSYS软件简介

3.3.2 ANSYS的典型分析过程

第四章加固试验梁的有限元分析

4.1ANSYS钢筋混凝土问题概述

4.1.1钢筋混凝土有限元模型

4.1.2混凝土本构关系及破坏准则

4.1.3混凝土开裂模拟

4.1.4单元的类型

4.2加固构件组成材料的本构关系

4.2.1组成材料的参数

4.2.2混凝土的本构关系

4.2.3钢材的本构关系

4.2.4钢绞线的本构关系

4.3基于ANSYS的加固梁有限元分析

4.3.1计算模型的建立

4.3.2网格划分

4.3.3加载、求解

4.3.4有限元计算结果及分析

4.3.5有限元扩展分析

4.4本章小结

第五章抗剪承载力理论公式

5.1国内外抗剪理论研究的综述

5.1.1桁架模型理论

5.1.2协调压力场理论

5.1.3极限平衡理论

5.1.4塑性理论

5.1.5桁架—拱模型理论

5.2剪力传递机理

5.3钢绞线网聚合砂浆抗剪加固梁计算模型

5.3.1桁架模型

5.3.2拱模型

5.3.3抗剪承载力理论计算公式

5.3.4计算值与试验值的比较

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

致谢