湿式外包钢加固混凝土轴心受压柱的应用研究

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湿式外包钢加固方法是一种在实际工程中使用较为广泛的传统加固方法。湿式外包钢加固方法增加截面尺寸不大,角钢和缀板的套箍作用使原构件处于三向应力状态,从而使承载力、延性和刚度均得到大幅度的提高。本文通过对比分析建立合理有效的有限元模型,来模拟钢筋混凝土结构的实际受力状态,并归纳出不同因素作用下,钢筋混凝土结构的应力—应变及承载力的变化规律,为工程实际提供可靠的理论依据。主要研究内容如下:1、考虑到二次受力构件新加部分应力、应变的滞后现象,并通过钢筋屈服范围来考虑应力历史的作用,从而提出的外包钢利用系数与应力水平指标β的关系式;2、通过考虑角钢和缀板的“套箍效应”,考虑加固柱的角钢和缀板对核心混凝土形成的不同套箍指标,提出了混凝土强度提高系数的计算公式,进而给出了核心混凝土的抗压强度计算方法;3、综合考虑角钢利用系数和混凝土提高系数,确定了在不同应力水平条件下湿式加固轴心受压柱承载力计算公式,并通过与试验数据、理论计算结果进行对比,验证了承载力计算方法的正确性。4、根据湿式外包钢加固柱的受力特点,并用Von Mises屈服准则来确定屈服点,采用Ottosen强度准则模型作为破坏准则,分别给出了混凝土柱和加固混凝土柱的极限承载力及应力、应变,对比模拟结果与试验值和理论值拟合度,验证了有限元模型的有效性。5、利用ANSYS有限元模型来分析影响湿式外包钢加固轴心受压柱极限承载力的几个因素:角钢的型号、缀板的间距、应力历史的作用,分析可知缀板的间距对极限承载力影响较大,其次是角钢型号。
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