粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁弯曲性能试验研究

来源 :吉林建筑大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liongliong593
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钢筋混凝土结构被广泛应用于建设工程领域,但随着人们对建筑功能要求的提高、城市用地日趋紧张以及既有结构的老化和损伤,需对其加固以实现现有的使用要求。现有钢筋混凝土结构有许多加固方法。其中粘钢加固法虽具有施工便捷、施工周期短、养护过程不影响生产以及占用的使用空间少等优点,但现有的粘贴钢板加固方法中采用的碳素钢板容易锈蚀、耐久性差、耐火性差,造成后期维护费用高从而进一步约束其应用。而不锈钢材料具有良好的耐腐蚀性、耐久性和耐火性,且美观大方,随着不锈钢结构设计规范的颁布,其在建设工程中的应用也将越来越广泛。若是能以不锈钢板替代碳素钢板,则可以使粘钢加固技术更好的适应于桥梁、海港以及地下等对材料耐久性、耐腐蚀性以及对后期维护要求较高的加固工程中。首先,根据粘贴普通钢板加固钢筋混凝土梁的研究现状和不锈钢材料的特性,提出拟研究的粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁抗弯性能的影响因素。其次,针对影响粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁抗弯性能的因素,共制作了12根钢筋混凝土梁试件,并对其进行受弯静载试验,并对各试件的受弯试验现象和试验结果进行分析。结果表明:不锈钢板可与钢筋混凝土梁协同工作;经过不锈钢板加固的钢筋混凝土梁的刚度、开裂荷载和极限荷载都有不同幅度的提高,且钢板的厚度越大,增幅越大;此外,不锈钢板还可有效抑制梁混凝土裂缝的开展。再次,利用有限元软件ABAQUS建立粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁数值模型,并与粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁试验结果对比验证其可靠性。采用验证后的有限元模型,对混凝土强度、胶层厚度和加载方式变化,设计的10根粘不锈钢板加固混凝土梁试件,开展静力加载分析。结果表明:混凝土的强度越高,其屈服荷载和极限荷载越大;随着胶层的厚度的增加,粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁刚度略有增加,但是增加的幅度不大;粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁在单点集中加载下抗弯承载力最低,在四分点加载下的抗弯承载力最高,但两加载点之间距离过大会使结构趋于脆性和不稳定。最后,分析总结了粘贴不锈钢板加固钢筋混凝土梁的剥离破坏机理,并提出了粘不锈钢加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力一次受力和二次受力计算公式和钢筋与钢板共同工作系数的计算公式,并给出了最大粘钢量的计算公式。
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