预应力塑钢带-外包钢复合加固钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiantianweb9737l
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混凝土结构的加固修复一直是结构工程学术界研究热点之一。针对已有加固技术施工过程繁杂、材料价格高昂或预应力难以测量等问题,本文提出了一种新的预应力塑钢带-外包钢复合加固技术,该种复合加固方式充分发挥了塑钢带和角钢复合加固钢筋混凝土核心柱的优势,同时使它们协调作用,共同受力,能够极大地改善原构件的力学性能。该加固技术具有施工简便、造价低、施加预应力便于控制、测量等优点,可为实际工程应用提供参考依据。开展了 3根预应力塑钢带-外包钢复合加固钢筋混凝土方柱与1根未加固钢筋混凝土柱的轴压试验,研究了预应力塑钢带-外包钢复合加固及塑钢带不同加固间距对钢筋混凝土柱的破坏特征、承载力、延性的影响。试验结果表明:预应力塑钢带复合加固钢筋混凝土柱的破坏特征与未加固试件基本相同,但加固试件初裂荷载更大;随着加固试件塑钢带加固间距的增加,其承载力提高幅度分别为36.6%、13.6%、8.2%;其极限位移最大提高幅度分别为62.0%、37.8%、24.3%。构件的承载力提高较为明显,表明预应力塑钢带提供的横向约束力可以有效延缓钢筋混凝土柱裂缝的出现和发展,一定程度上改善了构件脆性破坏的现象,外包角钢可提供较大的竖向承载力,试件极限位移提高较大,同时构件破坏后荷载位移的下降段较为平缓,说明试件延性也得到了明显的改善。采用有限元分析软件ABAQUS开展了数值仿真分析,对预应力塑钢带-外包钢复合加固钢筋混凝土短柱的有限元仿真结果与试验的结果进行了对比分析,结果表明,有限元计算结果与试验数据吻合较好,验证了有限元模型的准确性。在仿真分析基础上开展了不同预应力水平、塑钢带间距、层数、宽度等多参数分析,得到了不同参数变量下复合加固构件极限承载力与延性的变化规律。结果表明,复合加固构件中的塑钢带加固间距从200mm达到100mm时,荷载提升较为明显,随着塑钢带加固间距继续减小后,构件的荷载提升效果不显著。同时本文还分别从不同预应力水平、塑钢带间距、层数、宽度这四个方面来展开分析,结果表明,它们对复合加固构件的承载力和延性有所提升。根据相关文献和试验结果分析了预应力塑钢带-外包钢复合加固钢筋混凝土柱的受力机理,即预应力塑钢带为构件提供了环向主动约束力,在轴心压力作用下,试件中的核心混凝土处于三向受力状态,从而延缓了裂缝的发展,同时角钢与混凝土协同工作承担轴向压力,提高了试件的承载能力和延性。根据以往学者的相关研究提出了计算假定,推导了预应力塑钢带-外包钢复合加固钢筋混凝土柱的轴心受压承载力计算公式,试验极限承载力与计算极限承载力的基本吻合,可为相关的建筑加固工程设计提供一定的参考依据。
其他文献
天然黄土的震陷特性和动力易损性以及黄土地区与高烈度区域大范围重合,导致黄土震陷、地震滑坡和地震液化灾害严重。由于天然兰州黄土孔隙比较大,震陷性较强,因此本文以该黄土为研究对象,利用FLAC3D对黄土地基和黄土边坡进行了数值模拟,并进行了原状黄土的动力离心模型试验,研究了单向水平随机地震波下典型黄土地基和黄土边坡的动力响应规律及变形破坏发展规律,分析了不同工况下的加速度反应谱、加速度放大系数、震陷量
圆钢管型钢再生混凝土(CSTSRRC)柱是一种结合了再生混凝土绿色环保优点和组合结构能够充分发挥材料优势的新型构件。该组合柱不仅为废弃混凝土提供了有效的处理途径,降低了对天然资源的开采需求量,还克服了再生混凝土材料性能不足的问题,并且其施工方便,符合我国工程建设绿色环保的发展需要,具有较高的应用价值。本文通过试验研究和有限元分析相结合的方法,对CSTSRRC柱的抗震性能进行了研究,并提出了相关的设
为有效缓解我国建筑资源紧张,具有绿色环保属性的再生混凝土已成为学术前沿热点之一。但再生混凝土材料的强度、变形能力、耐久性等基本力学指标皆弱于普通混凝土材料,这一问题很大程度限制了再生混凝土材料的工程应用。为了实现建筑废料循环利用,缓解资源紧张,本文将再生混凝土应用于组合结构中,展开了关于圆钢管型钢再生混凝土组合柱的研究。该类构件克服了钢管混凝土易屈曲破坏及型钢混凝土施工困难的问题,还使得外包圆钢管
随着建筑业的产业升级和结构调整,预制装配式混凝土结构成为了建筑工业化发展的重点和突破口。目前装配式框架结构具有施工复杂,整体性弱和地震中可靠性差等缺点。在建筑结构向高效施工方向发展趋势下,装配式框架结构需进一步改进。提出的新型装配式框架节点主要由暗牛腿和预制缺口梁两部分组成,并通过以高强螺栓固定的连接盖板和后浇叠合层混凝土进行连接。主要研究内容以及成果如下:(1)对4个足尺试件(一个现浇节点、三个
随着我国经济的发展和人口的增长,很多城市的发展战略选择中疏外扩,削山填沟造地建城,所以在基础设施建设上遇到很多的填方工程。填方工程中所考虑的问题是填土体的强度问题,在这种工程背景下,需要考虑填方土体的长期强度问题,也就是黄土体的触变性问题,随着时间的增长,土体强度有一定的增长并趋于稳定。只有强度变化速率稳定甚至不变,在填方区的建筑地基才能稳定的承受建筑物荷载。因此本文从不同塑性指数的黏土出发,研究
作为我国建筑业升级转型的重要指向的装配式建筑,具有高效性、节约性及环保性等优势。但目前我国装配式建筑的发展仍处于起步阶段,施工过程中安全风险事故种类繁杂,存在方法不成熟、管理不到位等问题,这在一定程度上造成了装配式建筑推广受阻。因此,全面、客观的进行施工安全风险评价并给出有针对性的高效应对措施显得十分重要,可以为装配式建筑的快速发展提供保障。因此,论文基于系统动力学以装配式建筑施工安全风险为研究对
场地卓越周期即是指与地基土层发生共振作用时地震波的一个谐波分量的周期值,是场地类别划分和结构抗震设计的一个重要参数。目前确定场地卓越周期的方法主要有两大类,其一是应用观测仪器的现场测量法,其二是基于地层信息的计算法,前者对测量仪器及观测点选择均有严格要求,且易受场地条件限制,后者则存在计算精度低或计算过程过于复杂等问题。脉冲响应谱法就是基于地层信息计算方法中的一种较为精确的计算场地卓越周期方法,也
随着建筑物改造工程的进行,大量柱子在使用过程中经常出现结构损伤和承载力不足等问题。玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic)因其轻质高强、耐腐蚀且价格较低等特点被广泛用于工程实际中,同时钢纤维水泥砂浆因具有增强、阻裂和韧性好等特点作为修复材料可显著提高构件的力学性能。为了更好地达到加固补强效果,提出一种新型组合形式—GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱。本文在课
目前,站场工程项目施工组织管理面临诸多问题,在有限的施工空间中,因施工管理混乱和管理手段落后造成多专业交叉施工资源浪费和工期延误,从而严重制约了此类项目施工的良性发展和项目效益提升,而多专业交叉施工可更新资源管理作为项目管理的核心,其管理的有效性和科学性直接关系到多专业交叉施工组织管理的成败。因此,本文从可更新资源配置角度出发,以研究工作面资源为主导影响因素,建立多专业交叉施工蚁群优化模型,并基于
与传统加固方法相比,钢套管加固法具有承载力高、抗震性能好、施工便捷等优点。目前关于钢套管加固法的研究还主要集中于对完整柱的加固,而对既有建筑的加固与改造则需考虑损伤对加固效果的影响。因此,为改善钢套管加固法的力学性能,并将其应用于对损伤柱的加固中,引入新型加固材料钢纤维水泥砂浆,提出钢套管-钢纤维水泥砂浆加固预损RC柱的新型组合结构形式。试验以RC柱损伤程度、混凝土离散性和钢套管厚度为影响因素,共