不同初始應(yīng)力水平下加固軸心受壓柱承載力性能研究.pdf

1、隨著城市建設(shè)的大力發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的加固與改造已經(jīng)成為土木工程領(lǐng)域中一門重要的分支學(xué)科。實(shí)際工程中，鋼筋混凝土柱因承載力不足而需要加固的情況比較常見，傳統(tǒng)的增大截面法因施工工藝簡(jiǎn)單、受力可靠等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于加固工程中。加固結(jié)構(gòu)在受力性能上不同于常見的一次整澆的結(jié)構(gòu)，存在二次受力的問題。以往的研究多以理論研究為主，而實(shí)驗(yàn)研究由于對(duì)二次受力的真實(shí)模擬相對(duì)困難，實(shí)驗(yàn)多是以一次受力為主。隨著有限元軟件的大力發(fā)展，使其可以用于模擬各種復(fù)雜的非線性

2、過(guò)程。本文期望通過(guò)有限元分析，探討不同初始應(yīng)力水平下對(duì)加固軸心受壓混凝土柱承載力的影響，并對(duì)各加固設(shè)計(jì)參數(shù)的不同對(duì)加固后構(gòu)件承載力的影響。以期望在實(shí)際工程中，由于無(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效卸載時(shí)，對(duì)加固軸心受壓混凝土柱提出相應(yīng)的加固及設(shè)計(jì)建議?；诖耍疚闹饕_展了以下工作：
　?、俳榻B了加固結(jié)構(gòu)區(qū)別于一次整澆結(jié)構(gòu)的受力特征。加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)承受一定的荷載水平，存在一定的應(yīng)力應(yīng)變，從而導(dǎo)致新增的混凝土及鋼筋存在應(yīng)力應(yīng)變滯后的現(xiàn)象；同時(shí)加固

3、結(jié)構(gòu)還存在新舊部分的共同工作問題，保證新舊部分的共同工作是確保加固效果能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
　?、谠诂F(xiàn)行規(guī)范計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，考慮了新增外包截面約束效應(yīng)而使原核心混凝土強(qiáng)度提高的增大系數(shù)k，以及受原柱的初始應(yīng)力水平β影響的新增混凝土和鋼筋的強(qiáng)度折減系數(shù)?c、?s；從而提出了更為合理的加固軸心受壓柱的承載力計(jì)算公式。
　?、蹖?duì)加固前構(gòu)件、一次受力構(gòu)件及二次加載的初始應(yīng)力水平為0.3到0.6的六根構(gòu)件進(jìn)行了有限元分析。對(duì)其相應(yīng)的承載

4、力進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)二次加載構(gòu)件而言發(fā)現(xiàn)應(yīng)力水平越高極限承載力越低，承載力越低的主要原因是新增截面混凝土和鋼筋的材料強(qiáng)度利用系數(shù)隨初始應(yīng)力水平的增加而降低。同時(shí)發(fā)現(xiàn)初始應(yīng)力水平越高新增混凝土及鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變滯后效應(yīng)越明顯，其應(yīng)力應(yīng)變滯后的現(xiàn)象貫穿于從加載初期到構(gòu)件破壞的整個(gè)過(guò)程。將有限元分析結(jié)果與本文理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有限元數(shù)值分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果擬合程度較高。說(shuō)明了本文公式的合理性。
　?、茉隍?yàn)證本文建議公式合理性的基礎(chǔ)

5、上，對(duì)不同初始應(yīng)力水平下新增截面材料強(qiáng)度利用系數(shù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)范建議統(tǒng)一值為0.8的折減系數(shù)是不合理的；當(dāng)β高于0.7時(shí)新增混凝土材料強(qiáng)度利用系數(shù)低于規(guī)范值；當(dāng)新增鋼筋材料強(qiáng)度利用系數(shù)高于一定初始應(yīng)力水平后其材料強(qiáng)度利用系數(shù)更是呈直線式下降，此時(shí)規(guī)范建議取值是偏于不安全的。
　?、堇霉拷罴s束混凝土理論，僅改變新增截面的配箍率，發(fā)現(xiàn)加固后構(gòu)件的承載力及新增截面的材料強(qiáng)度利用系數(shù)均有一定程度的提高；并且初始應(yīng)力水平越大提高值越明