發(fā)布時間：2020-06-07 11:29

【摘要】：隨著社會的不斷進(jìn)步,節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成了當(dāng)今中國社會發(fā)展的基本準(zhǔn)則。在這種時代背景下,我國就有大量的既有建筑亟待加固維修。目前為止,已經(jīng)被提出的加固方法眾多。相比之下,體外預(yù)應(yīng)力加固具有其獨(dú)到之處。本文以國家自然科學(xué)基金(51468040)項目為依托,通過對斜腹桿體外預(yù)應(yīng)力(索預(yù)應(yīng)力)加固技術(shù)和橫向鋼帶預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)整體加固的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力特性分析。本文主要工作和結(jié)論如下:(1)對經(jīng)梁端預(yù)應(yīng)力加固和梁跨段斜腹桿體外預(yù)應(yīng)力加固的簡支梁(梁單元)進(jìn)行了受剪理論分析,提出了加固混凝土簡支梁的受剪承載力計算式。用軟件ABAQUS建立了15根梁進(jìn)行了分析與驗證。得出:1)索預(yù)應(yīng)力的調(diào)幅作用和鋼帶預(yù)應(yīng)力的補(bǔ)強(qiáng)作用能形成互補(bǔ)優(yōu)勢,提高梁的承載能力、約束梁的變形。與原梁相比,剪跨比?=1.56時,極限荷載最大提高29.8%,相應(yīng)撓度減小25.1%。僅加預(yù)應(yīng)力索時,隨著荷載增加,索應(yīng)力增大并最終屈服;聯(lián)合加固時,除索垂度為200mm的梁外,其余的梁隨著荷載增加,鋼帶先受剪屈服,索應(yīng)力減小,梁因材性極限而破壞。2)索預(yù)應(yīng)力能限制裂縫的形成、調(diào)整裂縫的分布、開裂角度,使裂縫跨過更多的箍筋和鋼帶。3)適當(dāng)?shù)募艨绫仁锹?lián)合加固的重要前提。根據(jù)分析結(jié)果,建議剪跨比在1.0~2.0之間為宜,加固效果最優(yōu)。(2)對3個加固工況(包含18個子工況)和1個未加固工況下的一榀框架施加了豎向和水平倒三角荷載,進(jìn)行了縱向加固效果對比和橫向因素變化分析。得出:1)加固能提高梁材料的利用率,約束梁跨中的撓度。對柱實現(xiàn)了卸荷,使柱有了受力的“富余空間”,但由于索加固所產(chǎn)生的側(cè)移與索預(yù)應(yīng)力成正比,索預(yù)應(yīng)力越大,柱P-(35)效應(yīng)越顯著,施加索預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次軸力對柱的橫向影響較大,對于柱的抗剪不利。2)柱及節(jié)點加鋼帶對由索預(yù)應(yīng)力引起的側(cè)移沒有明顯改善,但提高了柱的延性和承載能力,顯著減小了節(jié)點拉損傷,延緩了節(jié)點壓損傷的發(fā)展。梁端鋼帶避免了近節(jié)點混凝土破壞而危及節(jié)點,保證了索預(yù)應(yīng)力的有效性和加固的可靠性。(3)通過對不同加固狀態(tài)的3個框架模型進(jìn)行了模態(tài)分析和彈塑性時程分析。著重研究了3個模型在3條地震波的激勵下的變形與損傷。得出:1)3個模型的最大層間位移角均出現(xiàn)在底層,加固框架的層間位移角小于未加固框架,最大基底剪力值大于未加固框架。2)經(jīng)整體加固后的框架,在地震波激勵下,節(jié)點核心區(qū)鋼帶應(yīng)力隨時間逐漸減小。加固系統(tǒng)通過自身耗能和調(diào)動梁跨中耗能可以延緩梁端受拉縱筋和底層柱底縱筋的屈服。3)加固后的混凝土框架節(jié)點拉損傷顯著減輕。加固有效地調(diào)動了梁的材性,使梁上損傷分布比較均勻,較好的保證了節(jié)點的相對安全。
【圖文】：

常見加固方法

（b）斜腹桿體外預(yù)應(yīng)力加固簡圖圖 1. 2 體外預(yù)應(yīng)力加固簡圖力鋼帶加固法（Reinforcement of Prestressed Steel Strip）由西安建筑科技組長期進(jìn)行研究，已有較為成熟的理論基礎(chǔ)[21-27]。通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行橫向約束，控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形，，減少和延緩裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展，增強(qiáng)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU375.4

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本文編號：2701350