高性能钢丝网复合砂浆二次受力加固钢筋混凝土梁受力性能研究.pdf
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1、第 3 8卷第4期 2 0 1 2年 8月 四川建筑科学研究 S i e h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 6 9 高性能钢丝网复合砂浆二次受力加固钢筋 混凝土梁受力性能研究 唐贵和, 黄金林 ( 华南农业大学水利与土木工程学院, 广东 广州5 1 0 6 4 2 ) 摘要: 复合砂浆钢筋网薄层加固是一种广泛使用的高效加固方法 , 能够显著地提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力、 变形能力以及抗裂性能。利用有限元软件, 对 HP F L二次受力加固钢筋混凝土梁进行三维受力分析, 利用单元生死 考虑二次受力的特点, 计算结果与试验结果吻合较好。着重分析了初始荷载
2、对提高承载力的影响, 初始荷载小, 提 高幅度大。本文研究成果可为高性能钢丝网复合砂浆加固钢筋混凝土梁设计提供参考。 关键词: 高性能钢丝网复合砂浆; 钢筋混凝土; 二次受力 ; 加固; 抗弯承载力 中图分类号: T U 3 7 5 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 6 9 0 3 M e c h a n i c a l a n a l y s i s 0 f RC be a m s s t r e n g t he n e d wi t h HPFL s u b j e c t e d t o s e c o n d a r y
3、l o a d T ANG G u i h e HU ANG J i n l i n ( C o l l e g e o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d C i v i l E n g i n e e ri n g , S o u t h C h i n a A U n i v , G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 2 , C h i n a ) A b s t r a c t : H J曲 p e rf o r m a n c e f e r r o c e m e n t l a m i n a t e s( HP F L
4、)t e c h n o l o g y i s a n e ffic i e n t m e t h o d t o s t r e n g t h e n R C b e a m s u b j e c t e d t o s eco n d a r y l o a d I t C an s i g n i fi c a n tl y i n c r e a s e t h e l o a d b e a r i n g c a p a c i ty, d e fl e c ti o n c a p a c i t y a n d c r a c k res i s t i n g beh
5、 a v i o r T h e t h ree d i me n s i o n a l m e c h a n i c a l anal y s i s o f R C bea m s s t r e n gth e n e d w i t h HP F L s ubj e c t e d t o s eco n d a r y l o a d w a s c a r r i ed o u t and t h e c h a r a c t e r i s ti c o f s e c o n d a r y l o a d i n g W as c o n s i d e r e d b
6、 y e l e me n t b i r t h and d e a t h T h e c a l c u l a t ed r e s ult s w e l l a g r e e wit h t h e t e s t e d r e s ult s T h e i n i t i a l l o a d g r e a tl y a ffe c t s ult i ma t e fl e x u r al bea r i n g c a p a c i ty o f be am and ult i ma t e bea r i n g c a p a c i t y i n c r
7、ea s e s g r e a t e r w i t h l e s s i n i t i al l o a d Th e s e c o n c l u s i o n s C a l l b e ref e r e n c e d i n reh a b i l i t a t i o n d e s i g n of r e i n f o r c e d c o n c r e t e bea ms w i t h HP F L Ke y wo r d s : HP F L; rei n f o r c e d c o n c r e t e ; s eco n d a r y
8、l o a d; s t r e n gth e nin g; fl e x u r al bea r i n g c a p a c i t y 0 引 言 高性能复合砂浆是钢丝网和水泥砂浆的薄层结 构, 是理想的钢筋混凝土结构和砌体结构的无机复 合加固材料, 因其简便的施工方法和良 好的经济性、 耐火性和耐久性, 目前在国外已应用于土木工程结 构的加 固。 汤繁华等对 H P F L加固混凝土结构的技术研究 进展作 了综述 , 简述 了该加 固技术 的一 些 主要应 用。尚卿等以校舍建筑为工程实例, 介绍了H P F L 的具体设计和施工方法, 说明该加固方法可靠、 经济 等优点 2 。周
9、方圆等参考混凝土受弯构件承载力 的计算方法, 给出了H P F L加固混凝土受弯构件的 承载力的计算公式, 与试验数据吻合较好 J 。刘沩 等结合规程对 HP F L加固钢筋混凝土梁 的斜截面承 载力进行 了探讨L 4 】 。 卜良桃 等对 砂浆和混凝 土之 收稿 日期 : 2 0 1 2 - 0 2 - 2 2 作者简介: 唐贵和( 1 9 8 0 一) , 男, 博士研究生, 讲师, 主要从事防灾减 灾加 固研究 。 基金项目: 国家 自 然科学基金项 目( 5 0 9 0 8 0 9 1 ) E m a i l : t g u i h e h 1 6 3 C O IT I 问的界面性能进
10、行了试验和理论研究, 给出了一些 有益结论 剖。 卜良桃等利用 Z e u s N L软件对 H P F L 加固 R C梁进行 了非线性模拟 , 研究 了各主要参数 对加固效果的影响, 给出了承载力的计算公式 。 尚守平等在试验的基础上, 利用弯矩 曲率法对加 固 梁 的全过程进行 了模拟 , 效果较好 J 。Mo t h a n a等 对 H P F L加 固钢筋混凝土梁进行 了研究 , 分析主要 参数的影响规律- 9 】 。蒋 隆敏等在二次受力加 固试 验的基础上 , 较好地模拟 了真实情况下 H P F L加固 钢筋混凝土梁的受力过程 , 且提 出了一些加 固构造 措施 引。 现在还少
11、有利用有限元软件对H P F L -次受力 加固钢筋混凝土梁 的受力性 能进行研究 , 本文在 已 有实验 数据 的基 础 上 , 运 用 通用 有 限元软 件 , 对 H P F L - 次受力加固钢筋混凝土梁的受力性能进行 分析, 着重分析二次受力对加固效果带来的影响, 结 合工程实例对加固后的承载力进行了具体计算。 1 有 限元分析 1 1 钢筋和钢丝模型 钢筋和钢丝采用 V o n Mi s e s屈服准则 , 本构关 7 0 四川建筑科学研究 第 3 8卷 系采用 二折 线形 式 的弹性 一 强化模 型 ( 双线 性 模 型) , 如图 1所示。屈服后的应力一 应变关 系简化为 平缓
12、的斜直线 , 其模型优点是应力一 应变关 系唯一 , 有利于保证计算收敛。其弹性模量E 。 和泊松比 , 均根据相关规范的建议取值。 y 图 1 钢筋应 力一 应变关系 F i g 1 S t e e l s t r e s s s t r a i n r e l a t i o n s h i p 1 2 混凝土和复合砂浆模型 混凝土受压行 为采用 A B Q U S中的损伤塑性本 构模型, 使用修正的 D r u c k e r P r a g e r 屈服准则和非关 联流动法来描述混凝土在低围压下的脆性损伤及高 压下的塑性流动两种主要的变形机制。它能反映混 凝土的一些宏观变形特征: 塑性
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