湿式外包钢加固钢筋混凝土柱非线性有限元分析研究

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湿式外包钢加固柱作为一种应用较为广泛的传统加固方法,在目前的加固领域中应用仍然较多,它具有施工简便,现场工作量小,构件截面尺寸变化不大,重量增加较少,承载力提高显著,构件的刚度和延性有明显提高等优点。所以对湿式外包钢加固法进行理论和试验研究,是一项具有较高应用价值和学术价值的科研课题。随着有限元方法的成熟和计算机技术的快速发展,把有限元方法作为实验的补充应用于科学研究是可行的,而且是必要的。目前对湿式外包钢加固柱的研究主要采用试验研究结合有限元模拟,但到目前为止,考虑应力史应用非线性有限元方法对湿式外包钢加固钢筋混凝土柱进行相关研究的报告很少。本文利用通用有限元软件ABAQUS对这方面进行研究。本文介绍了材料的本构关系和结构模型建立和分析的具体方法,并对分析结果进行验证;改变湿式外包钢加固柱的偏心距、外包角钢截面尺寸、缀条的间距、荷载水平等条件,研究加固后混凝土柱的受力机理,研究在不同荷载水平情况下加固柱极限承载力、延性的提高程度,探讨各种影响因素对外包钢加固混凝土柱受压性能的影响,对影响参数进行正交敏感性分析,并对分析的结果进行评价;结合分析的结果对外包钢加固钢筋混凝土柱进行横向应变分析,提出外包钢约束混凝土柱在二次加载下混凝土侧向约束应力、抗压强度的计算方法,在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,推导出湿式外包钢加固钢筋混凝土柱的轴压承载力公式。
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