鋼結(jié)構(gòu)作為一種具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好、施工周期短等特點(diǎn)的優(yōu)良結(jié)構(gòu),在我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮了重要作用,其保有量呈不斷增長趨勢。為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和對已有資源再利用,對早期建成的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固以解決承載力不足的問題極其重要。對負(fù)載型鋼外包鋼筋混凝土加固既能顯著提高原鋼柱承載能力,又能緩解鋼結(jié)構(gòu)中普遍存在的防火及防腐蝕問題,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以軸壓型鋼柱負(fù)載下外包鋼筋混凝土加固組成的新型結(jié)構(gòu)形式為研究對象,采取試驗(yàn)研究、理論分析和有限元模擬計(jì)算相結(jié)合的方法對其力學(xué)性能進(jìn)行研究,主要內(nèi)容有:為研究工字型軸壓鋼柱負(fù)載下外包鋼筋混凝土加固的力學(xué)性能,對1根未負(fù)載下和4根具有初始負(fù)載的工字型軸壓鋼柱外包鋼筋混凝土加固試件進(jìn)行靜力加載試驗(yàn),以不同混凝土強(qiáng)度等級、型鋼強(qiáng)度和初始負(fù)載為參數(shù),繪制5根加固柱的荷載-位移關(guān)系曲線,得出加固后試件極限承載力顯著提高,分析了加固柱極限承載力受混凝土強(qiáng)度等級、型鋼強(qiáng)度等級及初始負(fù)載的影響�；谝延屑庸讨o力加載試驗(yàn),本文對工字型軸壓鋼柱負(fù)載下外包鋼筋混凝土加固的承載力理論計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo)。推導(dǎo)過程中考慮了核心區(qū)混凝土的箍筋約束作用和新增鋼筋混凝土與... 

【文章來源】：沈陽大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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我國年鋼生產(chǎn)總量在改革開放初期僅為 3700 萬噸，1996 年（1.01 億噸），首次躍居世界年鋼生產(chǎn)總量之首；從 2000 年開始，我總量穩(wěn)居世界第一，2017 年則達(dá)到 10.5 億噸，同比上一年增長 0.8%。展的需要，機(jī)場、劇院、體育館等高層、大跨度、大空間的鋼結(jié)構(gòu)建俱增，鋼結(jié)構(gòu)作為一種現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)，與其它傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比，現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）輕質(zhì)高強(qiáng)；（2）塑性、韌性好；（3）材質(zhì)學(xué)假定；（4）具有可焊性；（5）工業(yè)化程度高，生產(chǎn)周期短，施工（6）屬于環(huán)保建材，便于拆卸回收和重復(fù)利用[1]；（7）造型美觀，抗由于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢比較突出，具有較強(qiáng)的競爭性，因此，越來越多的注以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑物。世界上第一棟高層鋼結(jié)構(gòu)房屋--美國芝加公司大樓（高 42 米，共 10 層），如圖 1.1 所示；于 2009 年 9 月竣工高塔--廣州塔（總高 600 米），用鋼量為 6 萬噸，如圖 1.2 所示。

現(xiàn)經(jīng)過外粘鋼板加固后的圓形截面鋼管的極限承載力和剛度均得到提高，且鋼板這種加固方式能夠使粘貼結(jié)構(gòu)與原鋼管結(jié)構(gòu)共同良好的工作。隋炳強(qiáng)[5]等研究了存在初始負(fù)載的軸壓圓鋼管經(jīng)外粘鋼板加固后的彈塑學(xué)性能，進(jìn)一步分析了初始應(yīng)力比、長細(xì)比、加固層鋼板厚度和殘余應(yīng)力等對加固后構(gòu)件的極限承載力影響，發(fā)現(xiàn)軸壓圓鋼管的長細(xì)比和初始應(yīng)力比對鋼板加固構(gòu)件極限承載力的影響最為顯著，并推導(dǎo)出了外粘鋼板加固軸壓桿算公式。趙士永[6]等認(rèn)為利用粘鋼法加固鋼結(jié)構(gòu)可以避免因焊接引起的變形、應(yīng)且鋼結(jié)構(gòu)在負(fù)荷狀態(tài)下也可以對其進(jìn)行加固。對外粘鋼板加固的工字型鋼梁了有限元模擬研究，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，粘接鋼板的厚度小于 5c鋼梁的承載力與剛度隨著厚度的增加而提升，當(dāng)外粘的鋼板厚度大于 5cm 時(shí)板厚度對鋼梁承載力的影響減弱。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]負(fù)載鋼柱加固后的正截面承載力分析[J]. 周樂,吳建平,王克堯.  沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[2]粘鋼加固鋼梁的有限元分析[J]. 趙士永,褚少輝,付素娟.  華北地震科學(xué). 2017(02)
[3]對我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新.  工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(05)
[4]鋼結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 王元清,宗亮,施剛,石永久.  工業(yè)建筑. 2017(02)
[5]負(fù)載下外包鋼筋混凝土加固軸心受壓鋼柱受力性能研究[J]. 周樂,王曉初,白云皓,賈連光,譚相培.  工程力學(xué). 2017(01)
[6]外包混凝土加固軸心受壓鋼柱正截面承載力試驗(yàn)與理論研究[J]. 譚相培,王曉初,周樂,伊軍偉.  沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[7]初始負(fù)載下焊接加固工字形截面鋼柱受力性能試驗(yàn)研究[J]. 王元清,祝瑞祥,戴國欣,施剛.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2014(07)
[8]負(fù)載下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件增大截面加固設(shè)計(jì)方法對比分析[J]. 祝瑞祥,王元清,戴國欣,施剛.  四川建筑科學(xué)研究. 2014(01)
[9]粘鋼法全長加固鋼管柱極限承載力研究[J]. 隋炳強(qiáng),鄧長根,羅興隆.  山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]碳纖維布加固鋼結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性能研究[J]. 楊勇新,岳清瑞,彭福明.  土木工程學(xué)報(bào). 2006(10)

博士論文
[1]GFRP管鋼骨高強(qiáng)混凝土組合構(gòu)件力學(xué)性能研究[D]. 周樂.東北大學(xué) 2009

碩士論文
[1]外包鋼筋混凝土加固在役軸壓鋼柱的力學(xué)性能研究[D]. 王克堯.沈陽大學(xué) 2017
[2]外包鋼筋混凝土加固軸心受壓鋼柱正截面力學(xué)性能研究[D]. 譚相培.沈陽大學(xué) 2017
[3]負(fù)載下外包鋼筋混凝土加固軸壓鋼柱力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D]. 聶曉梅.沈陽大學(xué) 2016
[4]考慮粘結(jié)滑移的型鋼混凝土數(shù)值模擬分析[D]. 李亞仙.大連理工大學(xué) 2015
[5]核心型鋼混凝土柱軸壓性能試驗(yàn)研究[D]. 許鵬紅.華僑大學(xué) 2013
[6]考慮粘結(jié)滑移的型鋼混凝土梁和柱的性能分析[D]. 林樹潮.西安建筑科技大學(xué) 2011
[7]型鋼與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)滑移的有限元分析[D]. 梁勇敢.長安大學(xué) 2007
[8]型鋼混凝土柱滯回特性的有限元分析[D]. 唐小方.長沙理工大學(xué) 2007
[9]考慮粘結(jié)滑移的型鋼混凝土非線性有限元分析[D]. 秦艷.西安理工大學(xué) 2007



本文編號：3592461