本文選題：體外預(yù)應(yīng)力加固 + 非線性　； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著我國人均居住面積接近40平方米,新建建筑業(yè)將會逐漸萎縮,代之而來的將是維修加固改造行業(yè)。體外預(yù)應(yīng)力加固作為簡潔有效的一種加固方法,屬于后張法無粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系。該加固方法具有消除應(yīng)力滯后、加固材料自重小、對結(jié)構(gòu)凈空影響小等優(yōu)點,因此得到了快速的發(fā)展。目前體外預(yù)應(yīng)力筋多采用鋼絞線,由于其屈服強度較高,加固梁破壞時,體外預(yù)應(yīng)力筋還遠未屈服,如果用普通鋼筋代替鋼絞線,合理地控制張拉量,使梁底縱筋和體外預(yù)應(yīng)力筋在受力過程中能夠同時屈服,就可以避免材料浪費,同時由于施工簡便,對于工程的加固具有較大的實際意義。目前對體外張拉普通鋼筋加固混凝土梁的研究較少,體內(nèi)鋼筋應(yīng)力程度、體外張拉鋼筋數(shù)量、張拉形式、預(yù)應(yīng)力度等影響因素均需研究確定。本文從既有的實驗出發(fā),建立有限元模型,考慮體外的預(yù)應(yīng)力筋與主體梁之間的變形不一致、材料的非線性等因素,選擇合理的本構(gòu)關(guān)系,利用生死單元模擬施加預(yù)應(yīng)力之前的梁體實際承受的荷載,進行了如下研究:1)利用ANSYS軟件對體外預(yù)應(yīng)力加固簡支梁的實驗進行了全過程的模擬,對于是否考慮混凝土壓碎、鋼筋滑移的問題進行模擬,并與實驗值比較,得到合理可行的模型;2)基于試驗梁有限元模型的分析,提取該梁的跨中荷載-位移曲線、體外預(yù)應(yīng)力筋的外荷載-應(yīng)力變化曲線�？紤]加固前梁的持荷水平、轉(zhuǎn)向塊的高度和個數(shù)、體外預(yù)應(yīng)力筋在梁端的錨固高度、預(yù)應(yīng)力度等因素,對加固梁體的屈服荷載和極限承載力進行了分析;3)將體外預(yù)應(yīng)力筋由鋼絞線替換成普通鋼筋,根據(jù)加固前梁的持荷水平,計算梁底原有鋼筋的應(yīng)力水平。在保證梁底縱筋和體外預(yù)應(yīng)力鋼筋同時屈服的前提下,確定體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力大小,建立原有鋼筋應(yīng)力和體外預(yù)應(yīng)力筋初始應(yīng)力之間的關(guān)系式,探究體外預(yù)應(yīng)力筋、體內(nèi)梁底縱筋屈服時的外荷載的變化規(guī)律。研究表明,用有限元法模擬體外張拉預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁是可行的,用普通鋼筋代替鋼絞線,合理地控制張拉量,使梁底縱筋和體外預(yù)應(yīng)力筋在受外力過程中能夠同時屈服,這樣就避免了材料浪費,對于實際加固工程具有一定的指導(dǎo)作用。
[Abstract]:As the per capita living area of our country is close to 40 square meters, the new construction industry will shrink gradually, which will be replaced by the maintenance and reinforcement industry. The external prestressing reinforcement, as a simple and effective reinforcement method, belongs to the post tensioned unbonded prestressed structure system. The reinforcement method has the effect of eliminating stress lag and strengthening the self weight of the material. At present, the external prestressing tendons are mostly used with steel strands. Because of their high yield strength, the external prestressing tendons are far from yielding when the reinforcement beam is destroyed. If the steel strand is replaced by a common steel bar, the tensile strength is reasonably controlled, so that the longitudinal and external tendons of the bottom of the beam are subjected to force. At the same time, the waste of materials can be avoided in the process. At the same time, because of the simple construction, it is of great practical significance for the reinforcement of the engineering. At present, there is little research on the reinforcement of concrete beams with ordinary steel bars in vitro. The factors such as the stress degree of the steel bar in the body, the number of tensile steel bars in the body, the form of tension, the pre stress and so on need to be studied. In this paper, we set up a finite element model from the existing experiments, consider the deformation inconsistency between the prestressing tendons and the main beams, the nonlinear factors of the material, select the reasonable constitutive relation, and use the life and death unit to simulate the actual bearing load of the beam before applying the prestress. The following study is carried out: 1) using the ANSYS software The whole process of the experiment of the simple supported beam strengthened with external prestress was simulated. The problem of whether the concrete crushed and the steel slips were taken into consideration was simulated, and the reasonable and feasible model was obtained by comparing with the experimental values. 2) based on the analysis of the test Liang Youxian element model, the load displacement curve of the beam and the external load of the external prestressed tendon were extracted. The load and stress variation curve. Considering the bearing level of the reinforced beam, the height and the number of the steering block, the anchorage height of the external prestressed tendon at the beam end, the pre stress and so on, the yield load and the ultimate bearing capacity of the reinforced beam are analyzed. 3) the external prestressed tendon is replaced by the steel strand as the ordinary steel bar, according to the loading of the reinforced front beam. The stress level of the original steel bar at the bottom of the beam is calculated. On the premise of guaranteeing the longitudinal reinforcement of the bottom of the beam and the external prestressed reinforcement, the tensile stress of the external prestressed reinforcement is determined, and the relationship between the original stress and the initial stress of the external prestressing tendon is established, and the external prestressed reinforcement and the yield of the longitudinal tendons of the bottom of the beam bottom are investigated. The study shows that it is feasible to use the finite element method to simulate the externally tensioned prestressed concrete beams. It is feasible to use the ordinary steel bar instead of the steel strands to reasonably control the tensile quantity, so that the longitudinal and external tendons of the beam bottom can be yielded simultaneously in the external force process, thus avoiding the waste of materials and strengthening the actual engineering. It has a certain guiding role.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU375.1

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本文編號：1992215