二次受力下自密实混凝土加固梁受弯性能试验研究

论文摘要

随着工程结构加固行业的兴起和自密实混凝土研究的不断深入，自密实混凝土的优越性已普遍被工程界所认同。已有的研究资料表明，自密实混凝土增大截面加固法是一种经济、耐久且有效的加固方法。工程加固构件，是在承受一定的荷载作用下进行加固的。本文考虑实际工程中加固构件的真实受力情况，对二次受力下自密实混凝土增大截面法加固RC梁的受弯性能进行了系统的试验研究和理论分析，研究的主要内容和成果如下：（1）通过2根对比梁和7根加固梁的试验，考虑初始受力水平、增大截面厚度和加固层界面处理方式三种因素，研究其对加固梁的抗弯承载力、抗裂性能和挠度的影响规律。试验结果表明，自密实混凝土增大截面法加固RC梁，能显著提高原梁的抗弯承载力，改善抗裂性能，增加梁的刚度。且梁底加固层越厚、初始受力水平越低，加固后梁的承载力和抗弯刚度提高幅度越大；本文中不同界面处理方式对加固梁的极限抗弯承载力和刚度影响不明显。（2）增大截面法加固梁为组合截面，属于二次受力，原梁存在着钢筋应力超前和混凝土应变超前现象，而在加固层中则存在钢筋应力滞后和混凝土应变滞后现象。（3）在试验的基础上，通过系统的理论分析，提出二次受力下自密实混凝土增大截面法加固RC梁的抗弯承载力，最大裂缝宽度和挠度的计算式。结果表明：理论分析和试验结果吻合性较好。（4）采用有限元软件ABAQUS进行有限元分析模拟试验加载过程，并与试验结果进行对比分析，验证试验结果的正确性。数据显示，有限元模拟结果精度良好。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 工程结构加固的背景
• 1.1.2 工程结构加固的原因
• 1.1.3 工程结构常用加固方法及评述
• 1.2 自密实混凝土研究与应用的发展现状
• 1.3 存在的问题及本文研究的主要内容
• 1.3.1 相关研究存在的问题
• 1.3.2 本文主要研究的内容
• 第二章 自密实混凝土加固梁受弯性能试验研究
• 2.1 材性试验
• 2.1.1 混凝土材性试验
• 2.1.2 钢筋材性试验
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 试验梁设计
• 2.2.2 加固形式与施工工艺
• 2.2.3 试验加载装置及加载制度
• 2.2.4 试验数据量测
• 2.3 试验结果及分析
• 2.3.1 试验结果
• 2.3.2 受弯承载力比较
• 2.3.3 初始受力水平参数影响分析
• 2.3.4 加固层厚度参数影响分析
• 2.3.5 界面处理方式参数影响分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 自密实混凝土加固梁受弯性能理论分析
• 3.1 承载力计算
• 3.1.1 基本假定
• 3.1.2 加固梁滞后应变计算
• 3.1.3 加固梁屈服承载力计算
• 3.1.4 加固梁极限承载力计算
• 3.1.5 极限抗弯承载力实用计算公式
• 3.1.6 试验值与理论值对比分析
• 3.2 裂缝分析与计算
• 3.2.1 加固试验梁裂缝分析
• 3.2.2 加固试验梁裂缝计算
• 3.2.3 试验值与理论值对比分析
• 3.3 刚度与挠度计算
• 3.3.1 加固试验梁刚度变化分析
• 3.3.2 加固试验梁截面刚度计算
• 3.3.3 试验值与理论值对比分析
• 第四章 ABAQUS有限元模拟
• 4.1 引言
• 4.2 有限元模型计算假定
• 4.3 模型的建立及求解
• 4.3.1 模型的建立
• 4.3.2 原混凝土损伤塑性模型
• 4.3.3 自密实混凝土损伤塑性模型
• 4.3.4 钢筋的本构模型
• 4.3.5 单元类型的选择和网格划分
• 4.3.6 边界条件的模拟和加固界面层模型处理
• 4.3.7 二次受力的模拟—生死单元应用
• 4.3.8 荷载施加和非线性方程求解
• 4.3.9 有限元模拟结果及分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢