钢筋混凝土构件新型加固技术的试验研究与数值仿真分析

摘要

工程结构由于使用功能改变、年久失修、灾害事件的发生等均可能满足不了某一预定功能的要求，这就要对这些建筑物进行加固改造以满足使用功能的要求。近年来，国内外学者在结构的补强和加固方面做了大量的研究和实践工作，并取得了不少成果，其中结构加固后的受力性能研究、承载力的提高效果、施工工艺的简便性是工程结构加固业的热点问题之一。 作者根据常规加固方法存在的问题和混凝土结构的特点，提出了采用钢丝网外喷高强砂浆加固钢筋混凝土(RC)构件的方法，该方法具有施工工艺简便、无需化学有机胶凝材料等优点，可以克服耐久性差的弊病。通过对用此方法加固的RC柱及梁构件进行了试验研究，得到了承载力的提高效果，探讨了加固后构件的受力性能和破坏特征，并对承载力提高的机理进行了分析研究，指出影响加同效果的主要因素是原混凝土构件受被动约束后使混凝土强度得以提高。 论文采用Willam-Warnke五参数模型模拟混凝土与砂浆材料，用理想弹塑性模型和线性强化模型模拟钢筋和钢丝网片材料，建立了合理的数值仿真模型。该模型能很好地对加固构件进行数值仿真试验，再现其受力性能、追踪裂缝的开裂和发展以及最终的破坏形态，对认识加固构件的加同机理及加固效果是行之有效的方法之一。 已往的加固试验研究均未考虑应力历史的作用，论文通过对具有一定应力历史作用的湿式外包钢加固柱承载力的试验研究，试验结果表明进行构件加固设计时，必须考虑原混凝土构件应力水平的影响。根据理论分析，提出了用角钢综合利用系数反映因应力历史水平高低对承载力影响的承载力计算公式。论文在分析影响钢丝网外喷高强砂浆加固构件承载力主要因素的基础上，提出了加固轴心受压柱及梁承载力的计算公式，与试验结果对比，两者吻合较好。 通过本文的工作，必将促进钢丝网外喷高强砂浆加固方法的应用及发展。

目录

文摘

英文文摘

独创性申明及保护知识产权申明

1绪论

1.1引言

1.2结构加固技术研究现状及存在问题

1.3研究思路及内容

2钢丝网外喷高强砂浆RC柱试验研究

2.1实验的目的及加固方法

2.2实验方案设计

2.3试件设计及制备

2.4钢丝网外喷高强砂浆加固柱的轴压性能试验研究

2.5轴心压力作用下受弯、受剪性能及承载力试验

2.5.1试验装置及加载制度

2.5.2测量内容

2.5.3传感器的标定

2.5.4试验结果及讨论1

2.5.4试验结果及讨论2

2.5.5试件延性提高的机理分析

2.6小结

3钢丝网外喷高强砂浆RC受弯梁试验研究

3.1概述

3.2试件制备及加固方法

3.3试验装置及实验方法

3.4极限受弯承载力试验结果与分析

3.5反复单向荷载试验构件的试验结果与分析

3.6反复加、卸载试验与一次加载破坏载荷试验比较

3.7小结

4考虑应力历史湿式外包钢加固RC轴心受压柱的试验研究

4.1概述

4.2钢筋混凝土轴心受压构件受力分析

4.3试验内容和方法

4.4考虑不同应力水平下轴压承载力加固效果

4.5试验分析及结论

5数值仿真试验

5.1概述

5.2非线性力学模型

5.3轴压性能数值模拟

5.4轴心力作用下受弯、受剪性能数值模拟

5.5加固钢筋混凝土梁数值仿真分析

5.6小结

6关于钢丝网外喷高强砂浆RC构件承载力计算方法的探讨

6.1引言

6.2影响轴压柱承载力的主要因素

6.3轴压柱计算理论及计算公式的提出

6.4实验验证

6.5加固梁正截面受弯承载力的计算公式及实验验证

6.6小结

7结论

致谢

参考文献

附录