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目前,为了满足不同受力条件下受损构件的加固需要,棚关领域已经开展多种加固方式的研究分析,这也逐渐成为学术领域的研究热点。预应力钢绞线约束钢筋混凝土柱的加固方式为一种新型加固方式,主要采用钢绞线约束混凝土柱构件,通过对钢绞线施加预应力,保证加固材料的约束效果,提高核心受压混凝土的面积以及其极限抗压性能,进而提高构件的承载能力。
本文基于课题组之前的研究,在其开展的预应力钢绞线加固钢筋混凝土柱小偏心受压性能试验研究的基础上,开展了预应力钢绞线加固钢筋混凝土柱大偏心受压性能研究。
试验设计了两组钢筋混凝土柱试验构件,在偏心距分别为20mm、40mm的偏心受压状态下,用1kN预应力钢绞线对试验构件进行加固。试验结果表明,采用预应力钢绞线加固后的试验构件的承载能力提升较为显著,构件在破坏中的塑性性能也有效提高,极大的改善了构件的受力性能。
基于试验过程及试验条件,建立了ABAQUS有限元分析模型,进行了同条件的模拟分析。通过对比试验数据和模拟数据,验证该模型的准确性,可以较好的模拟构件在约束条件下的偏心受压过程,基于该分析模型,开展了钢筋混凝土柱大偏心受压性能分析研究。
总共进行了14组有限元模拟分析。将两组钢筋混凝土柱构件分别在偏心距为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm时,钢绞线预应力值分别为1kN和3kV的条件下,进行模拟分析。结果表明,对于零预应力的钢绞线加固,一定程度上电能提高构件的承载能力;在小偏心状态下,预应力钢绞线加固混凝土柱的加固方式,对构件的承载能力提高很大;随着偏心距的增加,混凝土受压区域不断减小,受拉区域不断增加,预应力钢绞线对受拉区域的约束效果有限,构件承载力的提高幅值不断降低。
通过对预应力钢绞线加固混凝土柱的数值仿真分析研究,提出了适用于大小偏心下混凝土加固构件的承载力计算公式,并通过数据对比,验证了该公式的可靠性。并对于大偏心受压状态下的二阶效应公式进行了调整,得到挠度计算公式。
本文基于课题组之前的研究,在其开展的预应力钢绞线加固钢筋混凝土柱小偏心受压性能试验研究的基础上,开展了预应力钢绞线加固钢筋混凝土柱大偏心受压性能研究。
试验设计了两组钢筋混凝土柱试验构件,在偏心距分别为20mm、40mm的偏心受压状态下,用1kN预应力钢绞线对试验构件进行加固。试验结果表明,采用预应力钢绞线加固后的试验构件的承载能力提升较为显著,构件在破坏中的塑性性能也有效提高,极大的改善了构件的受力性能。
基于试验过程及试验条件,建立了ABAQUS有限元分析模型,进行了同条件的模拟分析。通过对比试验数据和模拟数据,验证该模型的准确性,可以较好的模拟构件在约束条件下的偏心受压过程,基于该分析模型,开展了钢筋混凝土柱大偏心受压性能分析研究。
总共进行了14组有限元模拟分析。将两组钢筋混凝土柱构件分别在偏心距为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm时,钢绞线预应力值分别为1kN和3kV的条件下,进行模拟分析。结果表明,对于零预应力的钢绞线加固,一定程度上电能提高构件的承载能力;在小偏心状态下,预应力钢绞线加固混凝土柱的加固方式,对构件的承载能力提高很大;随着偏心距的增加,混凝土受压区域不断减小,受拉区域不断增加,预应力钢绞线对受拉区域的约束效果有限,构件承载力的提高幅值不断降低。
通过对预应力钢绞线加固混凝土柱的数值仿真分析研究,提出了适用于大小偏心下混凝土加固构件的承载力计算公式,并通过数据对比,验证了该公式的可靠性。并对于大偏心受压状态下的二阶效应公式进行了调整,得到挠度计算公式。