预应力钢带加固混凝土梁抗剪性能试验研究与数值模拟

摘要

对现有钢筋混凝土梁,由于设计水准提高及使用条件改变等原因,常常导致梁因受剪承载力不足需予以加固。预应力钢带加固作为一种新型加固技术,可以有效改善混凝土梁的抗剪性能,且施工方便,造价低廉,有着广阔的应用前景。
　　本文以1根普通钢筋混凝土简支梁与6根预应力钢带抗剪加固混凝土梁试验为基础,开展了不同的钢带间距、钢带层数及倒角条件下,加固梁破坏形态、受剪承载能力和钢带应变等方面的分析研究。试验结果表明,采用预应力钢带加固可显著提高普通钢筋混凝土梁的斜截面承载能力,改善其变形能力,其中以钢带间距的影响最为显著。
　　利用ANSYS软件对加固试件进行了有限元模拟,分析结果与试验数据吻合较好。在此基础上，针对不同的剪跨比及预应力,进行了6根指定钢带间距下混凝土梁抗剪性能的有限元模拟,开展了加固试件受剪承载力及钢带承载力相关方面的研究,丰富了预应力钢带抗剪加固的研究成果。
　　依据试验过程和钢带应变数据,研究了预应力钢带抗剪加固情形下混凝土梁的受力机理,明确加固试件可利用桁架模型进行承载力分析。在此基础上，综合实测数值与模拟结果,推导了预应力钢带抗剪加固后钢筋混凝土梁受剪承载力的极限承载力计算公式。结合现行混凝土结构设计规范,建立了预应力钢带加固混凝土梁受剪承载力设计计算公式。对比试验数据与设计公式计算结果,二者吻合较好,表明采用该公式可以计算加固试件的受剪承载力是可行的,为后续的课题研究及工程实际应用提供了理论参考。

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1 绪论

1.1 概述

1.2 混凝土结构加固方法

1.3 混凝土梁抗剪加固研究综述

1.4 预应力钢带加固技术

1.5 本文的研究意义及主要内容

2 预应力钢带加固混凝土梁抗剪性能试验方案

2.1 试验研究内容

2.2 试件设计及制作

2.3 试件加固方法

2.4 试验装置及量测方案

2.5 本章小结

3 预应力钢带加固混凝土梁抗剪性能试验结果及分析

3.1 试件破坏过程

3.2 破坏形态分析

3.3 试验结果分析

3.4 本章小结

4 预应力钢带加固混凝土梁抗剪性能有限元数值模拟

4.1 有限元分析简介

4.2 有限元分析

4.3 有限元模拟验证

4.4 基于有限元模拟的参数分析

4.5 本章小结

5 预应力钢带加固混凝土梁斜截面受剪承载力分析

5.1 引言

5.2 机理分析

5.3 预应力度

5.5 受剪承载力设计公式推导

5.6 试验、模拟结果与计算值对比

5.7 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

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