受力钢筋后锚固结构力学性能研究

论文摘要

随着需要加固和改造的建筑越来越多,化学植筋技术已经成为一种被广泛运用于实际结构的加固改造工程中的重要技术手段。所以对它进行研究具有重要的理论意义和实际工程价值。本文采用理论分析、实验验证、数值模拟这三种方法,对受力钢筋后锚固结构的各种力学性能进行了深入的研究。在理论部分,对化学植筋构件各部分的承载能力限制做了介绍,并总结了植筋结构在不同破坏模式的情况下的极限承载能力的计算方法。研究了新旧混凝土界面剪力的传递机理,总结了已有的新旧混凝土界面抗剪承载力计算公式。进行了化学植筋试件的拉拔实验和新旧混凝土界面抗剪实验,分别用来验证化学植筋构件的极限抗拉承载力计算理论,和采用植筋作为连接件的新旧混凝土界面抗剪承载力计算公式。并利用ANSYS软件的接触分析的方法对植筋结构的拉拔试验进行数值模拟,得到了以下结论：1、植筋锚固深度达到15d,就能确保植筋构件的抗拉承载能力满足要求。2、当化学植筋结构达到承载能力极限状态后,能继续承载,但承载能力下降,所以植筋构件的破坏是一种延性破坏,满足实际工程的需要。3、在新旧混凝土界面抗剪理论中,旧混凝土的表面粗糙度对构件的抗剪承载力影响较大。4、植入钢筋的应力分布在中间段呈现出线性分布,在孔口应力最大,钢筋的锚固最里端应力接近于零。5、在数值模拟中,采用接触分析的方式来模拟胶体在钢筋和混凝土中间的粘结滑移的方法是较为准确的。最后对本文进行了总结,并提出了对化学植筋结构进行进一步的研究的方向和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 化学植筋加固混凝土结构技术介绍
• 1.3 国内外关于化学植筋技术的概况及发展趋势
• 1.3.1 国内外研究概况
• 1.3.2 发展趋势
• 1.4 研究内容
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 化学植筋锚固长度及抗拉承载能力
• 2.1 化学植筋锚固长度
• 2.1.1 化学植筋理论
• 2.1.2 化学植筋结构的基本锚固长度
• 2.1.3 化学植筋结构的最小锚固长度
• 2.2 化学植筋结构抗拉极限承载能力的计算
• 2.2.1 混凝土锥体破坏
• 2.2.2 植筋钢筋破坏
• 2.2.3 粘结剂破坏
• 2.2.4 锥体—粘结复合破坏
• 2.3 本章小结
• 第3章 新旧混凝土界面剪力的计算和锚栓抗剪承载能力
• 3.1 新旧混凝土界面剪力的计算
• 3.1.1 新旧混凝土界面抗剪承载能力的组成
• 3.1.2 有连接件的新旧混凝土抗剪计算
• 3.1.3 无连接件的新旧混凝土抗剪计算
• 3.1.4 作用于新旧混凝土界面的剪力设计值
• 3.1.5 新旧混凝土结构的构造要求
• 3.2 化学植筋锚栓抗剪破坏的模式和抗剪承载能力
• 3.2.1 化学植筋锚栓抗剪破坏模式
• 3.2.2 化学植筋锚栓极限抗剪承载能力
• 3.3 化学植筋结构正常使用极限状态下的计算理论简介
• 3.4 本章小结
• 第4章 化学植筋构件力学性能试验研究
• 4.1 化学植筋构件抗拉承载力及锚固长度实验
• 4.1.1 实验概况
• 4.1.2 实验结果及分析
• 4.1.3 试件破坏特征分析
• 4.1.4 本实验所得结论
• 4.2 新旧混凝土界面抗剪承载力实验测试
• 4.2.1 实验概况
• 4.2.2 实验结果及分析
• 4.2.3 试件的破坏形态及分析
• 4.2.4 新旧混凝土界面抗剪实验结论分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 化学植筋构件数值模拟分析
• 5.1 数值模拟分析概述
• 5.2 ANSYS中所采用的单元及材料本构关系
• 5.2.1 混凝土单元
• 5.2.2 钢筋单元和植筋胶单元
• 5.2.3 接触单元
• 5.2.4 接触分析简介
• 5.3 ANSYS有限元模型的建立
• 5.4 ANSYS数值模拟计算结果及分析
• 5.4.1 植筋结构抗拉承载力数值模拟计算结果
• 5.4.2 植筋结构数值模拟结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢