湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的数值分析研究

摘要

钢筋混凝土结构因其具有良好的工作性能和经济效益等众多优点而被广泛应用于各种工程结构之中。但是由于外界自然灾害和人为因素的影响，导致工程结构在使用甚至在施工过程中出现各种缺陷和损伤，或者由于既有结构使用功能的改变，从而使结构不能可靠地完成其预定的功能，因此需要对其进行维修加固技术处理。 本文首先对湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的受力性能进行分析，在此基础上对该加固方法的承载力计算方法进行了论述。其次，本文阐述了有限单元法分析湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的基本理论及分析过程，重点讨论了混凝土材料的本构关系、强度准则、裂缝及压碎区的处理及非线性问题的求解方法等相关内容。然后基于ANSYS软件，就钢筋混凝土有限元模型的类型及其中的混凝土和钢筋单元、混凝土和钢筋的本构关系以及混凝土的裂缝处理作了介绍，并针对湿式外包钢混凝土加固柱的受力特点，利用既有文献的试验资料，建立合理的有限元数值分析模型。 再其次对建立的湿式外包钢加固钢筋混凝土柱模型进行了分析。通过将有限元计算的结果与试验结果的比较分析，表明所建的有限元模型能有效地模拟湿式外包钢加固柱的受力性能，较好地再现湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱在外荷载作用下的内力及变形发展情况。进而证明，按照本文的有限元分析方法，可以实现对任何形式的湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱构件的受力性能和破坏机理进行分析。 最后，根据对计算结果的分析，获得了关于湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱力学性能的一些有益结论。 因此，应用有限元分析法可以减少试验规模，而在较少的构件试验条件下，通过数值模拟而获得一系列有效模拟数据，实现对湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的研究，具有其重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本课题的选题背景及意义

1.2湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱研究现状

1.3本文的研究内容

2外包钢法加固钢筋混凝土柱受力性能分析和承载力计算

2.1钢筋混凝土结构加固的基本理论

2.2外包钢法加固钢筋混凝土柱的加固理论及承载力计算

2.3本章小结

3湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的有限元分析理论

3.1有限元法的基本理论

3.2湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的有限元分析中的混凝土材料处理

3.3湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱有限元分析中的钢材处理

3.4被加固原钢筋混凝土柱的有限元模型

3.5湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱有限元分析非线性问题及计算方法

3.6本章小结

4有限元软件在湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱分析中的应用

4.1被加固中混凝土材料的模拟

4.2被加固柱中的钢筋材料的模拟

4.3加固用钢材的模拟

4.4本章小结

5湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱的数值分析

5.1湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱模拟数据来源

5.2湿式外包钢法加固钢筋混凝土柱数值模型的建立和求解

5.3计算结果汇总

5.3.1荷载-变形数据汇总及分析

5.3.2湿式外包钢加固钢筋混凝土柱应变云纹图

5.3.3湿式外包钢加固钢筋湿凝土柱应力云纹图

5.4本章小结

6结论及展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致谢