外粘钢板加固法通过结构胶将钢板与混凝土连接成整体共同工作,对钢筋混凝土构件起到加固补强的作用,因而在工程实际中广泛应用。然而,结构胶在受外界紫外线辐射或处在环境潮湿、高温等某些特殊环境中易老化,常导致其加固失效,因此使得该加固方法的应用受到限制。针对这一问题,本文提出采用自锁锚杆替代结构胶连接钢板与混凝土的加固方法。选择合理的锚杆数量及其布置位置以保证钢板与混凝土的联合工作至破坏,是该方法的关键。 本文对锚杆锚固钢板加固钢筋混凝土梁、外粘钢板加固梁和未加固梁进行了静荷载抗弯对比试验,其中锚固钢板加固梁中的锚杆采用三种不同的锚杆布置形式,通过试验研究用锚杆锚固钢板加固梁中锚杆、钢板和钢筋混凝土梁联合工作的受力性能及加固效果。 试验结果表明:三种锚固布置方式加固梁都能保证钢板与混凝土联合工作直至梁破坏;与未加固梁比较,锚固钢板加固梁和外粘钢板加固梁一样,都能有效提高梁的承载力和刚度,其中承载力提高幅度约为70%;刚度提高约为30%,这说明在钢板量相同的情况下,锚固钢板加固梁能够达到与粘结加固基本相同的加固效果。 本文还采用大型有限元软件ABAQUS对锚固钢板加固梁进行非线性计算模拟,将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证有限元模型的正确性,然后,利用该有限元模型更进一步地分析不同的锚杆布置方式对钢筋混凝土梁加固效果的影响,总结出较为合理的锚杆布置方式。 根据锚固钢板加固钢筋混凝土梁的试验结果和有限元计算结果,本文最后提出了加固梁锚杆剪应力的实用计算方法,为锚固钢板加固混凝土结构的工程应用提供了设计依据。