直剪型锚栓钢板加固RC梁斜截面抗剪承载能力研究

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直剪型锚栓钢板加固系统在正截面抗弯加固和斜截面抗剪加固试验中展现了良好的加固效果,大幅提高了加固构件的承载力,极大增强了钢板的抗剥离性能,有效抑制了裂缝的发展,显著改善了加固构件的受力性能。直剪型锚栓钢板加固系统之所以能够表现出优异的加固性能,主要因为该方法通过巧妙的手段实现了锚栓杆侧与钢板钻孔内缘的紧密接触,从而保证了锚栓群能够协同受力,促使加固系统有效地参与结构的整体受力,最大限度发挥钢板和锚栓的材料性能。从目前国内外针对钢筋混凝土梁抗剪加固的研究成果来看,都取得了不错的成果,但所开发的各技术也存在不同的缺陷,故需要对此进行改进和拓展。本文将通过非线性有限元分析软件ABAQUS和试验研究,对在钢筋混凝土梁侧采用直剪型锚栓钢板加固系统进行斜截面抗剪加固的方式进行分析探讨,验证其斜截面抗剪加固的性能,讨论影响加固效果的因素、受力机理。在钢筋混凝土梁侧采用直剪型锚栓钢板加固系统进行斜截面抗剪加固的方法是可行的,效果十分显著,承载力均得到了不同程度的大幅提高,试验结果与有限元数值模拟规律吻合良好。该加固方式能有效地避免传统外贴纤维复合材或锚贴钢板箍破坏时的剥离现象,并且该加固技术造价经济、施工简单便捷,对加固构件外观的影响极小,同时相较于传统的粘贴纤维复合材或钢板的加固方式,还具有一定的耐火性能。非线性数值模拟和试验研究均表明锚栓数量是影响加固效果的首要因素,加固设计时,首先应考虑锚栓的数量,增强锚栓对钢板的约束,增强加固系统对混凝土的约束,充分利用钢板和混凝土的材料强度,因此增大钢板尺寸的同时应增大锚栓数量,增大构件侧面加固系统的覆盖约束范围;直剪型锚栓钢板抗剪加固系统能够有效地抑制裂缝的发展,显著提高箍筋应力大幅增大时的荷载,延缓箍筋应力应变的发展,增大箍筋对钢筋混凝土梁抗剪承载能力的贡献;同时,加固系统能够大幅提高钢筋混凝土梁的剪切刚度,显著地改善加固构件的受力性能。经分析讨论,直剪型锚栓钢板加固系统的抗剪贡献主要分为两部分:首先为加固系统直接协同受力参与斜截面抗剪,传递平面剪力;其次为对加固区域混凝土的强大约束作用,加强了拱形桁架模型中受压斜腹杆的强度和变形能力。最后,本文结合非线性数值模拟分析和试验研究过程中的问题和成果,对本课题后续研究工作提出了相应的建议和设想。
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