外包角鋼加固鋼筋混凝土柱環(huán)箍效應(yīng)數(shù)值分析研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計，到2010年年底，我國城鎮(zhèn)建筑相當多已進入中老年期，質(zhì)量問題頻頻發(fā)生，其中約十幾億平方米需要維修加固才能消除安全隱患，毫無疑問，當前和未來加固改造費用的份額將越來越高，建筑物加固行業(yè)發(fā)展會十分迅速。鋼筋混凝土柱是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最基本的受力構(gòu)件之一，承載著整個結(jié)構(gòu)的安全，因此，對鋼筋混凝土柱加固后的受力性能的研究具有重要的工程意義。而外包角鋼加固法相對于其它加固方法，其顯著優(yōu)點是基本不增加構(gòu)件的重量，不改變原設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系，施工

2、簡單，現(xiàn)場工作量小，而且能顯著提高承載能力，改善截面的剛度和延性，限制原構(gòu)件撓度的過快增長。目前，外包鋼加固技術(shù)已經(jīng)取得了大量的研究成果，但對于由角鋼與綴板形成的鋼骨架對混凝土柱的約束，從而使核芯混凝土由原來的單向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為處于三軸受壓應(yīng)力狀態(tài)下引發(fā)的環(huán)箍效應(yīng)的研究幾乎沒有。因此，本文利用數(shù)值分析方法研究環(huán)箍效應(yīng)對外包鋼加固柱性能的影響，并分析環(huán)箍效應(yīng)的機理，初步確立考慮環(huán)箍效應(yīng)影響的外包鋼加固柱的受壓承載力計算公式。
　　

3、 本文首先根據(jù)本課題試驗數(shù)據(jù)，初步建立外包角鋼加固鋼筋混凝土柱的數(shù)值分析模型，并對比分析了試驗和有限元模擬兩種方法下數(shù)據(jù)的差異，通過模型調(diào)整使數(shù)值分析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)接近，從而建立起合適的模型，為分析環(huán)箍效應(yīng)影響因素奠定基礎(chǔ)。通過數(shù)值分析研究，分析了環(huán)箍效應(yīng)的產(chǎn)生機理，探討了綴板間距、角鋼厚度、綴板厚度和箍筋直徑等幾個因素對于加固柱受力性能的影響，分析了這些因素與環(huán)箍效應(yīng)之間的聯(lián)系，并且建立了環(huán)箍效應(yīng)影響下外包鋼加固柱的軸心受壓承載力計算

4、公式。
　　 通過研究，得出如下結(jié)論：在外包鋼加固柱的環(huán)箍效應(yīng)影響下，加固后混凝土柱的極限承載力得到了明顯的提高，混凝土應(yīng)力分布更均勻，并且提高了加固柱延性和變形能力，大大改善了受壓構(gòu)件的力學性能；隨著角鋼的厚度增大，角鋼截面面積增大，綴板間距的減小，鋼骨架分擔更多荷載，承載力得到了提高，并且提高了環(huán)箍效應(yīng)對于核心混凝土的環(huán)向約束，混凝土和角鋼的位移都產(chǎn)生了一定幅度的減小，但承載力提高幅度與角鋼厚度增加、綴板間距減小之間并不是線