竹片加固钢筋混凝土梁的理论分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenwu2005
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国内外对于竹材加固下的钢筋混凝土梁(RC梁)性能的理论和试验研究表明,利用竹材对RC梁进行加固,具有较好的效果,同时用于建设的资金也大大减少了,对环境的破坏相比传统加固方法也明显较小,对我国的经济和环境都具有很大的效益。本文基于平截面假设,对不同层数竹片加固的RC梁进行了理论分析,从第一条裂缝出现时梁上所施加的荷载、梁的初始弯曲刚度以及极限承载力等三个方面讨论了不同层数竹片的加固效果,并通过算例比较了理论计算结果与试验结果和有限元数值模拟结果之间的差异,检验了理论分析的正确性。文中给出了梁的应力计算公式,这些公式也可以用于其他层数竹片加固下RC梁的应力计算。同时通过比较RC梁在竹片加固前后以及加固层数改变前后的性能差异,分析竹片加固RC梁的加固效果,并对竹片加固RC梁的设计提出了合理的建议。主要结论如下:(1)本文对竹片加固RC梁进行了理论分析,得到了计算第一条裂缝出现时梁上所施加的荷载、初始弯曲刚度以及极限承载力的方法及其相关公式。通过对算例的计算和分析,得出了相应的理论值、试验值和有限元值,并比较了各组值之间的误差,结果表明,理论分析的结果是正确的。(2)理论分析表明,粘贴一至三层竹片加固的RC梁,梁中第一条裂缝出现时所施加的荷载提高了44.5-51.6%,初始弯曲刚度提高了13.7-35.4%,梁的极限承载力也有很大提高,其提高的幅度从20.8-69.3%不等。这表明,粘贴竹片加固RC梁,对原RC梁裂缝的出现、初始弯曲刚度以及极限承载力的提高都有比较明显的作用。(3)理论分析中,通过曲率半径的大小可知,对于一层竹片加固的RC梁,虽然极限承载力只提高了20.8%,但梁在达到极限状态时的跨中挠度较大,弯曲变形比较明显,属于延性破坏,容易被人发现而采取措施,而对于二层和三层竹片加固的RC梁,变形不明显,尤其是三层竹片加固的RC梁,由于是达到受剪承载力极限而破坏,属于脆性破坏,工程中应避免出现这种破坏形式。(4)RC梁在用竹片加固达到承载力的极限时,梁底面的竹片并没有达到其相应的抗拉强度值,而是结构胶中的应力达到了强度值,试验中竹片与混凝土的剥离也说明了这一点。由此可知,通过提高结构胶的性能或者加强竹片端部与梁的锚固,可进一步提高竹片的加固性能。本文的研究成果对研究竹片加固钢筋混凝土梁的工作机理以及改进竹片加固钢筋混凝土梁的施工工艺都具有一定的理论和实践意义,可为工程中出现的一些实际情况提供依据和指导。
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