黄首富[1]2013年在《考虑二次受力对粘钢加固砼梁抗弯能力的理论和有限元分析研究》文中研究表明粘钢加固技术由于能够有效的提高原有结构的承载力且加固方法简便易行、施工周期短等优点得到了广泛的应用。在实际操作中,往往结构上面的荷载没有卸除就直接进行粘贴钢板加固,结构会出现二次受力的现象,钢板应变也会因滞后于原有结构的应变,在构件破坏时钢板可能达不到屈服强度,造成构件的承载力及钢板的利用率下降。针对此问题本文对粘贴钢板的有效利用率及梁的承载力做了重点研究。本文首先探讨了受弯粘钢加固梁的基本理论及承载力和刚度计算公式,接着重点分析了有限元建模的特点和方法,结合试验和理论用ABAQUS分析了二次受力对低配筋率砼梁粘钢加固效果的影响。然后按照梁底粘贴钢板,设计了11根试件,分析了在不同配筋率下,应力水平指标p、钢板强度和粘钢量对钢板、钢筋的应变及对构件承载力和钢板的利用率的影响。结果表明,计算时不考虑二次受力加固梁ε接近εb，max时,本文建议应当尽量卸载。当粘贴的钢板为Q235时,最好使p≤0.8,当粘贴的钢板为Q345时,最好使p≤0.5,这样才能有效发挥粘贴钢板的强度。通过梁底粘钢和梁侧粘钢对比分析,得出试件的设计要保证受弯破坏,避免构件的剪切和弯剪破坏；之后设计6根试件,研究了不同的应力水平指标p对按加固规范由梁底改为梁侧粘钢加固梁的影响,结果表明,当p值过高(大于0.91)时,梁侧加固梁的承载力明显降低,因此宜尽量卸荷后再进行粘贴钢板加固。
鲍安红[2]2005年在《粘贴加固混凝土梁的剥离研究》文中研究指明本文对表面粘贴加固混凝土梁的剥离进行了研究。通过综述加固梁的研究现状,阐述了加固梁的基本理论,说明了进行剥离研究的必要性。提出了加固梁的有限元模型,特别是针对剥离研究的加固梁的FEM 模型,提出了加固梁的剥离准则,并基于所提出的FEM 模型和剥离准则,应用ANSYS 软件,以粘钢加固梁为例,进行了剥离的仿真分析研究,提出粘钢加固梁考虑剥离的承载力修正的计算方法。具体研究内容如下:本文说明了对粘贴加固混凝土梁进行剥离研究,以及在剥离理论上完善加固梁设计计算方法的必要性。表面粘贴加固混凝土梁,利用了混凝土抗压性能好,粘贴加固材料抗拉性能好的特性,来提高梁的承载力。在粘贴加固混凝土梁的理论中,对于加固混凝土梁的承载力计算,目前采用的是极限强度理论,把外部粘贴的加固材料等同于混凝土梁内部钢筋,沿袭了钢筋混凝土结构的强度理论来对加固梁进行设计计算,认为外部加固材料提供给梁的抗力基于加固材料的抗拉强度,忽略了加固材料的剥离影响。因此对表面粘贴加固混凝土梁的剥离进行研究,以确定表面加固材料剥离对梁承载力的具体影响,以此完善加固梁的设计计算方法,是很有必要的。提出了粘贴加固混凝土梁的有限元模型,并以ANSYS 为平台,对各种材料选用相应的本构模型,根据加固混凝土梁的特点,按分离式的模型提出了加固梁的有限元模型。其中混凝土选用8 节点六面体的SOLID65 单元,胶层选用8 节点六面体SOLID45 单元,钢筋采用2 节点的LINK8 单元,表面加固材料视材料种类和厚度选取合适的单元类型,利用ANSYS 特有的‘生死单元’设置混凝土裂缝,并对裂缝处单元进行细化,提出了针对剥离分析的粘贴加固混凝土梁的有限元模型。提出了粘贴加固混凝土梁的剥离准则。为对表面粘贴加固混凝土梁的表面加固材料的剥离现象进行理论研究和有限元分析,本文提出了“剥离准则“的概念,即判断剥离的标准。提出了表面粘贴加固材料的剥离准则——“界面混凝土的主应力达到混凝土抗拉强度极限”,并提出了表面加固材料的剥离准则表达式,用碳纤维加固混凝土梁的有限元分析来验证了所提出剥离准则的合理性。研究了梁底粘钢的加固梁的底钢板剥离,提出了梁底钢板的剥离验算式。文中把提出的有限元模型和剥离准则应用于粘钢加固梁中,对梁底钢板的剥离进行研究。首先对梁底钢板的剥离进行了试验研究,发现梁底钢板的剥离对梁的抗弯承载力有影响,据此提出在梁底粘钢加固混凝土梁时,需要对梁底钢板的剥离进行验算。对照试验建立了加固梁的有限元模型,利用混凝土的开裂准则和梁底钢
李功标[3]2002年在《粘角钢加固钢筋混凝土梁的试验研究》文中指出本文通过对16根钢筋混凝土梁的受弯试验研究，验证了采用在梁底粘贴角钢进行加固这一加固技术的适用性和有效性，并推导了其正截面承载力及短期刚度的计算公式。 本次试验从混凝土强度等级、粘钢面积、锚固情况和加载方式这几方面入手，研究了这些因素对加固效果的影响。试验表明，对于一些混凝土强度等级较低(≤C15)的钢筋混凝土梁不宜采用这种加固方法；而且加强角钢端头的锚固可大大地提高加固效果。然后，通过对各组试件的荷载-挠度曲线的进一步分析表明：对于混凝土强度等级高于C15的钢筋混凝土梁，采用这种粘角钢加固法能有效提高钢筋混凝土梁的正截面承载力和短期刚度。 最后，通过学习和借鉴国内外混凝土结构规范中有关钢筋混凝土梁正截面强度和刚度的计算公式，以及国内外的科研成果，本文提出了采用这种加固方法加固的受弯构件的正截面承载力和短期刚度的计算公式。本文还采用非线性有限元程序ANSYS对粘钢加固试件进行了模拟分析和验证。公式中的假设与现行规范GB10—89的公式中的假设基本一致，其计算结果与试验值吻合较好。但是，鉴于试验范围及所采集到的试验数据有限，公式中的有关系数尚需进一步修正。
谢永健[4]2006年在《粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱的实验研究及其可靠度分析》文中认为粘钢加固法是目前应用较广的一种结构加固方法。与混凝土结构类似,粘钢加固混凝土柱在轴心荷载作用下的力学性能也是值得研究的一个问题。本次试验共浇筑九根钢筋混凝土短柱,一根为未加固直接加载的钢筋混凝土对比柱,四根为先粘钢后加载的一次受力加固柱,四根为先加载后粘钢再继续加载的二次受力加固柱,对九根混凝土柱进行粘钢加固静载对比试验研究及可靠度分析。试验结果表明粘钢加固后钢筋混凝土柱的极限承载力有了一定程度的提高,粘钢加固混凝土柱时钢板约束了混凝土的横向变形,改善了混凝土柱的延性,延缓裂缝的开展。在理论分析的基础上,参考钢管混凝土轴压柱的计算公式,提出了粘钢加固混凝土轴压柱的承载力计算公式,其计算结果与试验值吻合较好。目前虽然有很多结构构件的加固设计方法,但对加固后构件可靠度的研究和资料还很少,本文在试验的基础上对粘钢加固后的钢筋混凝土轴压构件的可靠度进行了研究和分析,结果表明加固后构件的可靠度满足《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)的要求。本文对粘钢加固钢筋混凝土轴压柱的力学性能和加固后的可靠度进行了有益的探索,提出了具有实用价值的承载力计算公式,对粘钢加固钢筋混凝土结构的发展有一定的促进作用。
曾翔超[5]2006年在《侧粘钢板加固混凝土梁桥关键技术研究》文中认为在混凝土桥梁中,由于桥梁结构随时间的不断老化、使用荷载和设计标准的不断提高等原因,都提出了要对旧桥梁结构进行加固和提级的要求。侧面粘贴钢板加固修复钢筋混凝土结构技术是一项新型高效的结构加固修复技术,具有明显的高效、施工便捷、适用性广等优越性。但侧面粘贴钢板加固混凝土梁的抗剪性能和受力机理尚有待于系统研究。本文以实际桥梁工程为对象,运用钢筋混凝土结构设计原理、静动力有限元理论、非线性有限元理论、室内试验等研究手段,完成了以下的研究工作:1.采用有限元软件ADINA对侧面粘贴钢板加固混凝土梁结构进行建模、计算、分析,并与试验结果进行了比较。分析结果表明了有限元非线性分析方法可以较好的预测侧面粘贴钢板加固混凝土梁的抗剪性能,同时也为以后的数值研究工作奠定了基础。2.推导了侧面粘贴钢板加固矩形截面混凝土梁的实用计算公式,并用试验结果进行了验证。3.推导了侧面粘贴钢板加固T型截面梁实用计算公式,为T型梁桥加固设计奠定了基础。4.以迁安某大桥为研究对象,采用ANSYS静、动力有限元模拟分析侧面粘贴钢板加固T型梁桥受力过程。有限元模拟分析可在一定程度上能有效替代整桥试验分析方法,并检验加固提级方案是否可行。
李文盛[6]2002年在《粘钢加固钢筋混凝土梁的试验研究与理论分析》文中提出在本次试验中，共浇筑了十根梁。其中，四根为未加固直接加载的钢筋混凝土对比梁，四根为先粘钢后加载的一次受力粘钢加固梁，两根为先加载至开裂后粘钢再继续加载的二次受力粘钢加固梁，分别对它们进行抗弯承载力试验。通过对试验中各试件梁的受力性能及破坏形态的观察和分析，并结合钢筋混凝土梁和粘钢加固的有关理论，全文重点讨论了叁个方面问题：即粘钢加固梁的抗弯承载力，早期破坏的分类和破坏机理，短期荷载作用下的刚度和挠度。 抗弯试验结果表明：由于加固钢板通过结构胶与原梁相结合形成组合构件，使钢板与原梁一起参与受弯作用；同时，所粘钢板包住受拉混凝土，改善了混凝土的抗拉性能，阻止并限制了混凝土中裂缝的发展。因此，粘钢法加固不仅有效提高钢筋混凝土梁的极限抗弯承载力，而且提高原梁的开裂弯矩及构件刚度，增加了原梁抵抗变形的能力。但是，由于钢板和混凝土粘结面上存在粘结剪应力和剥离拉应力，使粘钢加固梁容易发生钢板端部和弯剪区段跨中的早期剥离破坏现象。破坏发生时，钢板的受拉强度未得到充分利用，属脆性破坏，必须采取合理的锚固措施予以克服。 通过对粘钢加固梁的理论分析，文中给出不同形式粘钢加固的抗弯承载力计算公式，并对钢板共同作用系数β提出了建议值；同时，文中提出了早期破坏的概念，并给出早期破坏的强度破坏准则；最后，对粘钢加固的刚度和挠度计算提出了参考公式，且与试验结果吻合较好。
谢颖川[7]2010年在《粘钢加固钢筋混凝土梁受力性能研究》文中进行了进一步梳理随着建筑物使用年限的日益增长,越来越多的建筑物已超过或接近其设计使用年限。这些建筑存在着不同程度的安全隐患,需要重新对其安全性、可靠性和耐久性进行鉴定。当鉴定结果中有任何一项性能指标不满足规范要求时,就须对建筑物进行技术处理,处理方式之一是通过维修加固的方法使其满足承载能力极限状态或正常使用极限状态性能的要求。本文主要通过ANSYS有限元软件对粘钢加固钢筋混凝土梁从不同方面进行分析研究,对粘钢加固设计具有参考意义。本文主要进行以下工作：1、采用整体式模型对未粘钢板和粘贴不同宽度钢板的钢筋混凝土梁分别进行分析,利用ANSYS计算出来的结果,比较未粘贴钢板、粘贴宽度为50mm和150mm钢板叁种情况下的最大应力和最大位移,得出粘钢加固对梁承载力的提高和位移的减小的贡献特征；2、通过对粘钢加固钢筋混凝土梁进行分离式分析,研究其在静力作用下钢筋和钢板的变形和内力以及梁粘钢前后裂缝发展状况,把分离式分析出的结果和规范计算值进行对比,观察它们之间的趋近程度；3、研究钢筋混凝土梁在粘钢加固前后的频率变化规律,观察各阶弯曲模态的变化特征；4、分析研究在地震作用下粘钢加固前后钢筋混凝土梁位移变化值、钢筋内力的变化情况及加固钢板在不同时刻的内力变化特征。研究结果表明,钢筋混凝土梁在粘钢加固情况下,其静力性能和动力性能都有明显的改善。通过整体式模型分析得出粘钢加固对钢筋混凝土梁的受力性能有明显的改善作用。在分离式模型中,静力分析可以清楚的反映出钢筋混凝土梁内部的受力状况,且与规范计算基本一致；在模态分析中,加固后钢筋混凝土梁的各阶频率都有不同程度的提高；在地震作用下,加固后钢筋混凝土梁的内力增大,变形减小。
吴甜宇[8]2016年在《湿热环境下粘钢加固混凝土结构界面力学性能研究》文中认为粘贴钢板加固法亦称为粘钢法,其工作原理是将环氧树脂类粘钢胶涂抹在钢板与混凝土构件的表面上进行贴合,使两者能够共同参与受力的一种较为常见的加固方法。此加固方法不影响原结构的设计体系及受力形式,利用钢板优良的抗拉强度来提高原结构整体的刚度与其抗裂能力,是一种在实际工程中应用广泛的加固手段。钢板与混凝土结构界面的力学性能与粘钢加固后混凝土构件的破坏机理有着密切的关系。因此,对于湿热环境下钢板与混凝土界面耐久性的研究具有十分重要的实际意义与科学价值。本文依托交通运输部建设科技项目“荷载与湿热环境耦合作用下粘贴加固梁桥耐久性关键技术研究”(No.2015318814190),以钢板与混凝土的粘结界面作为研究对象,采用试验分析手段,探讨湿热环境作用对粘钢加固混凝土结构界面力学性能的影响。主要研究内容和结论如下:1针对西南地区中亚热带气候的特点,提出了合适的湿热环境进行加速试验模拟。通过双剪试验研究,探讨了湿热环境作用对钢板/混凝土界面剪切粘结性能的影响。研究结果表明,湿热环境作用对钢板/混凝土粘贴界面的粘结性能产生了不利的影响,(60℃/95%RH/5d)组试件的极限荷载均值相比(25℃/95%RH/5d)组降低了14.6%;(60℃/95%RH/5d)组试件的极限荷载均值相比(60℃/85%RH/5d)组只降低了1%左右。说明了温度相对于界面粘结性能的影响程度大于湿度的影响,在温湿度均提高的情况下,界面的粘结性能劣化最为严重。研究还发现经高温高湿环境作用后,钢板/混凝土界面的剪切粘结强度、应变发展水平、局部平均剪应力以及粘结刚度均有不同程度的降低。2通过在MTS试验机上开展粘钢加固RC梁叁点弯曲力学性能静载试验,研究了湿热环境作用对于试验梁加固界面力学性能的影响,并且对静载下试验梁加固界面的破坏过程与形态进行了分析与描述。研究结果表明,高温高湿环境的作用会使加固试验梁的极限荷载、钢板应变以及受拉钢筋应变的发展水平均呈现降低趋势,并且随着作用时间的增加,这种降低趋势更加明显。3通过对试验数据的分析了解到剪滞型即单线性模型适用于本试验的界面粘结滑移本构关系。采用单线性模型的形式建立了钢板/混凝土界面的粘结滑移本构模型,此模型考虑了温度作用、湿度作用以及温湿度共同作用对本构关系的影响,并且给出了分析模型中两个特征值(?,s)随着温度和湿度变化的表达式。
刘敏[9]2003年在《粘钢加固钢筋混凝土结构的有限元分析》文中提出对现有钢筋混凝土结构进行补强与加固越来越受到有关科研和工程技术人员的重视。补强与加固的目的就是提高结构及构件的强度、刚度、延性、稳定性和耐久性，满足安全要求，改善使用功能，延长结构寿命。粘钢加固法的优点是简单、快捷，不影响结构外形，施工时对生产或生活影响较小，在国际上是一种适用面较广的先进加固方法。目前，国内外一些相关单位对混凝土结构加固前、后的可靠性分析等方面做了大量工作，但分析的手段通常为模型试验。虽然模型试验是辅助钢筋混凝土结构理论研究的主要手段，它能够比较真实的反映钢筋混凝土结构或构件的受力情况，但模型试验由于钢筋混凝土结构的特点：模型制作和试验工作量大，试验结果的离散性大，试验费用高，需要较多的人力、物力、设备和场地。随着计算机的飞速发展和有限元理论的日益完善，用有限元方法对粘钢加固钢筋混凝土结构进行分析研究，已经成为结构工程领域研究的一个热点，而受到了越来越多研究和设计人员的重视。用传统的解析方法分析粘钢加固钢筋混凝土结构问题时只能解决一些非常简单的构件或结构的计算，对于复杂的粘钢加固钢筋混凝土结构分析问题，只能用数值分析方法解决。有限元方法作为一个强有力的数值分析工具，在粘钢加固钢筋混凝土结构的分析中起到了越来越大的作用。本文利用有限单元法，以现有的有限元分析软件（ANSYS）为操作界面，提出一种建立粘钢加固钢筋混凝土结构的有限元模型的方法，根据此方法建立了粘钢加固钢筋混凝土梁和框架的有限元模型，对粘钢加固钢筋混凝土梁在静力条件下的应力和应变以及动力条件下的动力特性及响应进行数值仿真分析，并对在静载条件下钢筋混凝土框架粘钢加固前、后的开裂载荷与框架开裂时最大承载能力等进行了计算机仿真研究。
顾本[10]2006年在《工字型钢外粘锚加固钢筋混凝土梁的研究》文中进行了进一步梳理钢筋混凝土梁是工业与民用建筑物中的重要构件之一，应用非常广泛。在使用过程中，由于各种原因引起钢筋混凝土梁承载力不足时，常常需要对其进行加固补强。粘钢加固法由于自重轻、所占空间小、施工周期短等优点日益受到人们的重视。越来越多的工程技术人员和学者对粘钢法加固混凝土结构进行了有益的试验和理论研究。 本文在前人研究的基础上，进一步探讨了外粘锚工字型钢加固钢筋混凝土梁的受弯性能，本文的研究内容分为以下叁个部分： 第一部分分析了工字型钢与混凝土梁无相对滑移的情况下加固梁在二次受力影响下的受力性能及可能发生的破坏形态，给出了加固梁发生界限破坏时的界限受压区高度、最大含型钢率、工字型钢最大高度及最小卸载量，建立了相应于破坏形态的正截面极限承载力的计算公式，分析了卸载程度、初始配筋率对破坏形态和正截面极限承载力的影响，提出适合于工程应用的简化计算及设计流程，建议在初始配筋率较大和卸载程度不大的情况下避免使用工字型钢加固。 第二部分在考虑粘结滑移时，建立加固梁在二次受力下界面应力公式，分析了二次受力对粘结正、剪应力的影响，得到初始荷载对粘结界面应力有利的结论。在此基础上，推导了跨中截面相对滑移应变的计算公式，讨论了滑移效应对加固梁破坏形态的影响，得出考虑滑移将会使构件更容易发生脆性破坏形态的结论。根据相对滑移量建立了由滑移效应引起的附加弯矩计算公式，并探讨了粘结胶厚度、卸载程度、含型钢率对附加弯矩的影响。 第叁部分考虑粘结锚固共同作用时，从加固梁粘结锚固作用下界面应力达到容许应力着手，引入国家现行规范对锚钉抗剪与抗拉极限承载力的规定，建立了锚钉数目及间距的理论计算公式，分别讨论了锚钉数目足够与不足的情况下的正截面极限承载力，分析了锚钉数目不足所引起加固梁的破坏模式。建议在锚钉数目足够的情况下，锚钉在锚固长度范围内设置应由工字型钢端部向跨中由密到疏设置。
参考文献：
[1]. 考虑二次受力对粘钢加固砼梁抗弯能力的理论和有限元分析研究[D]. 黄首富. 广西大学. 2013
[2]. 粘贴加固混凝土梁的剥离研究[D]. 鲍安红. 重庆大学. 2005
[3]. 粘角钢加固钢筋混凝土梁的试验研究[D]. 李功标. 武汉理工大学. 2002
[4]. 粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱的实验研究及其可靠度分析[D]. 谢永健. 桂林工学院. 2006
[5]. 侧粘钢板加固混凝土梁桥关键技术研究[D]. 曾翔超. 河北工业大学. 2006
[6]. 粘钢加固钢筋混凝土梁的试验研究与理论分析[D]. 李文盛. 武汉理工大学. 2002
[7]. 粘钢加固钢筋混凝土梁受力性能研究[D]. 谢颖川. 兰州理工大学. 2010
[8]. 湿热环境下粘钢加固混凝土结构界面力学性能研究[D]. 吴甜宇. 重庆交通大学. 2016
[9]. 粘钢加固钢筋混凝土结构的有限元分析[D]. 刘敏. 重庆大学. 2003
[10]. 工字型钢外粘锚加固钢筋混凝土梁的研究[D]. 顾本. 湖南大学. 2006
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