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上海和谐塔加固改建工程,采用原有165米高钢筋混凝土烟囱外设螺旋形钢管桁架,钢桁架上有游览车行走,使可能废弃的烟囱得以很好的利用。新增的钢桁架与原有混凝土烟囱之间由大量化学螺栓与对穿螺杆制作的后锚固节点连接。后锚固连接技术是目前加固改造领域应用相当广泛的技术,但对于这类植于曲面基材的后锚固节点(化学螺栓节点、对穿连接节点),尤其是对穿连接节点则较少研究。本文在分析比较国内外锚栓受拉、受剪计算方法和影响因素等研究成果的基础上,通过现场试验及ANSYS有限元模拟计算分析以上节点的安全性能,针对这些工程做法进行探讨研究。
通过单根化学螺栓的静力拉拔试验,研究锚固于和谐塔模型上的化学胶的粘结滑移特性,得出粘结滑移曲线并应用于各化学螺栓节点、加植筋胶对穿节点的数值分析。通过三组拉剪复合作用下化学螺栓节点、对穿连接节点、对穿加植筋胶连接节点的静力试验,分析了各后锚固连接件的承载力、破坏形式、构件变形等特性。通过以上试验研究工作,对化学螺栓节点和对穿节点的受力性能进行了对比。采用ANSYS有限元软件进行了实体模拟计算,承载力及破坏形式与试验情况基本一致,内力分布和变形、位移等性能也与试验结果吻合较好。本次试验研究工作验证了对穿连接节点加化学植筋胶的工程可行性与安全性,并根据对穿连接节点的构造特征分析,结合试验与有限元软件模拟计算的结果,提出了对穿连接节点承载力的计算方法。根据现场试件加工制作情况,提出了对穿连接节点的施工方法、注意事项与其他建议。
通过现场试验发现部分节点试件的锚板出现较大变形,为了对锚板厚度的取值及影响因素作进一步研究,本文采用通用有限元分析软件对一系列混凝土后锚固受拉节点进行模拟计算分析,通过比较不同螺栓直径、螺栓间距的条件下锚板的受力性能,探讨锚板厚度与螺栓间距及直径的关系及为保证锚板的出平面刚度应采用的厚度。
最后,对本文的内容进行了总结,并对今后进一步研究方向做出建议和展望。