论文部分内容阅读
目前国内外主要采用预应力钢绞线和高强钢丝作为体外预应力筋用于结构加固。钢绞线和高强钢丝由于材料性质的限制,耐腐蚀性较差,低温下有冷脆性,对酸碱环境和寒冷环境的适应性较差,而且结构加固后延性会降低,大多为脆性破坏。通过对高强铝合金的试验发现,虽然其极限应力低于钢绞线和高强钢丝,但铝合金达到极限抗拉强度时延性较好,而且具有低温时脆性断裂的敏感性小于钢材、质量轻、耐腐蚀等优点,可以作为酸碱环境和寒冷环境以及特殊条件下结构体外预应力加固的一种材料选择。针对钢绞线和高强钢丝体外预应力加固中存在的问题,结合高强铝合金的优势,本文做了以下几个方面的工作:1.通过对高强铝合金筋的材料性能试验,得出高强铝合金的材料力学性能,并分析试验的应力-应变曲线,建立高强铝合金在用于体外预应力加固时的本构关系模型公式。2.依据最小变形能原理,考虑二次效应对体外预应力筋应力增量的影响,分析了铝合金筋体外预应力筋应力增量的变化规律,并建立了铝合金筋体应力增量的计算公式。系统分析了影响体外预应力损失的因素,并给出了相应的体外预应力损失的计算公式。3.对铝合金筋体外预应力加固混凝土梁的受力全过程进行分析,并建立了极限承载力公式。在不考虑二次效应的影响的基础上,分析了铝合金筋体外预应力加固混凝土梁正截面受力性能,并建立了正截面承载力计算公式,并由此推导出铝合金筋体外预应力筋的配筋计算公式。4.使用ANSYS有限元分析软件对既有体外预应力加固混凝土梁试件的受力全过程进行有限元模拟分析,并将有限元分析结果和试验结果进行比较分析,验证所建立模型的准确性。然后分别通过等截面原则和等强度原则用高强铝合金替换体外预应力筋,并进行有限元分析计算。相比较体外预应力高强钢丝加固,用同等截面面积的铝合金筋加固混凝土梁对极限承载力的提高较少,但铝合金加固之后,可以在不降低混凝土梁延性的基础上,部分提高混凝土梁的承载力。若用同等强度的铝合金加固混凝土梁,可以较大幅度的提高混凝土梁的承载力,同时混凝土梁的延性也会得到相应的提高。