【摘要】：用外固定鋼板加固混凝土構(gòu)件已被公認(rèn)為是提高結(jié)構(gòu)性能和強(qiáng)度的有效手段,本文著重研究了用鋼板加固混凝土梁的抗扭強(qiáng)度問題。試驗(yàn)工作包括十三根鋼筋混凝土梁在純扭轉(zhuǎn)作用下的試驗(yàn)研究。此項(xiàng)研究對影響混凝土結(jié)構(gòu)性質(zhì)的各方面進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),包括建筑材料及控制樣本的形狀(立方體、圓柱體及棱柱體)。本研究涉及一些重要參數(shù)的影響,這些因素包括鋼板厚度、鋼板高度和剪力連接器之間的間距。梁的試驗(yàn)結(jié)果是基于扭矩扭轉(zhuǎn)行為、梁縱向伸長以及試驗(yàn)程序中考慮的變量對開裂扭矩、極限扭矩和破壞模式的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著鋼板厚度、板板高度和剪切連接件數(shù)量的增加,所有組合梁的開裂扭矩、極限扭矩、整體剛度和梁的延性均會增加。扭轉(zhuǎn)力矩和扭轉(zhuǎn)角受鋼板厚度大于鋼板高度的影響。而復(fù)合梁的伸長率受剪力連接器數(shù)量的影響大于鋼板的高度和板厚。采用ABAQUS6.10非線性有限元軟件對上述算例進(jìn)行建模,分別建立以鋼板厚度、鋼板高度和銷釘間距(總數(shù))為變量的十二個模型B1-B12和梁內(nèi)未加鋼板的模型BN,隨后進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加載下的有限元分析。將梁屈服扭矩、極限扭矩的試驗(yàn)值與有限元分析值的對比,變異系數(shù)Tyb/Tya的幅值分別為0.83和0.92,較為吻合,表明模型所用的本構(gòu)模型、相互作用與加載方式能反應(yīng)實(shí)際的情況。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果:可以明顯的觀察到有鋼板加固梁的屈服扭矩和極限扭矩相對于未加鋼板梁的提高;在相同栓釘間距和鋼板厚度情況下,不同板高的加固梁在彈性階段剛度較接近,抗扭剛度隨鋼板高度的提高在達(dá)到屈服扭矩之后更為明顯;鋼板厚度的變化對極限扭矩的大小影響顯著,而栓釘間距減小的作用類似加密的箍筋,有效的抑制了梁的塑形變形。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU375.1
【圖文】：

圖 1-1 不同種類的組合梁力連接件力連接件的作用連接件是一種機(jī)械連接件，用于在任何組合結(jié)構(gòu)中連接兩種不同連接件必須具備兩個功能[5]：與混凝土之間轉(zhuǎn)移剪力（即限制界面滑移）鋼和混凝土與界面成直角的分離（即防止隆起）。力連接件的受力性能連接件的連接區(qū)是一個復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的區(qū)域，這使得我們無法精分析。為了解釋這種行為，在栓釘頭上，壓應(yīng)力沿長度變化如圖

圖 1-2 栓釘頭上的應(yīng)力分布在栓釘?shù)牡撞扛浇袘?yīng)力集中現(xiàn)象，在這里可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力達(dá)到了混立方體強(qiáng)度的四倍，因?yàn)榇颂幓炷潦艿戒摰篮瓦B接器的約束作用。兩種的破壞模式是連接件周圍的混凝土的破碎（對于大直徑的銷釘）和連接件脫離基座（用于細(xì)長螺柱）[6]�；炷恋膹�(qiáng)度會影響破壞模式和破壞荷載。. 剪力連接件的類型各種類型的剪力連接件已被用來抵抗縱向剪切和隆起。常用的連接件都是形狀的，以提供足夠的抗隆起和滑動的阻力。圖 1-3 顯示了幾種常用的連類型。剛性桿、球和槽連接件僅限于單向的剪切傳遞，而焊接栓釘連接件在垂直于柄部的任何方向上抵抗和傳遞剪切，這使其成為更有用的連接件上述原因，在本研究中采用的剪力連接件為焊接栓釘連接件。

圖 1-2 栓釘頭上的應(yīng)力分布在栓釘?shù)牡撞扛浇袘?yīng)力集中現(xiàn)象，在這里可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力達(dá)到了混立方體強(qiáng)度的四倍，因?yàn)榇颂幓炷潦艿戒摰篮瓦B接器的約束作用。兩種的破壞模式是連接件周圍的混凝土的破碎（對于大直徑的銷釘）和連接件脫離基座（用于細(xì)長螺柱）[6]�；炷恋膹�(qiáng)度會影響破壞模式和破壞荷載。3. 剪力連接件的類型各種類型的剪力連接件已被用來抵抗縱向剪切和隆起。常用的連接件都是形狀的，以提供足夠的抗隆起和滑動的阻力。圖 1-3 顯示了幾種常用的連類型。剛性桿、球和槽連接件僅限于單向的剪切傳遞，而焊接栓釘連接件在垂直于柄部的任何方向上抵抗和傳遞剪切，這使其成為更有用的連接件上述原因，在本研究中采用的剪力連接件為焊接栓釘連接件。

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本文編號：2793349