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钢筋混凝土梁柱节点钢板不同锚固方案研究

作　者: 李海彬
导　师: 李志国
学　校: 天津大学
专　业: 建筑材料
关键词: 锚固方案粘钢加固梁抗弯性能试验 ABAQUS
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

粘钢法是常用的钢筋混凝土结构加固技术之一。可靠的锚固方案是充分发挥加固钢板性能，达到加固补强目标的基本保障，但是目前针对锚固方案可靠性的理论及试验研究较少；同时，实际工程中尝试了一些新型锚固方案，却由于缺乏相关试验数据和理论依据而无法广泛推广。针对上述现状，进行试验研究及有限元建模分析，探究梁柱节点处锚固方案对粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能的影响，为相关理论研究及工程实践提供参考。首先，设计、制作了采用《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006做法、斜向植筋法、包钢法、角钢配锚栓法和带肋钢板配锚栓法进行锚固的共计11个粘钢加固试件，并逐一进行了单向静载破坏试验；随后，从承载力、截面刚度、抗裂性能、锚固件的受力及变形特点等方面进行对比分析；最后，针对存在的问题给出相应的改进措施，并利用ABAQUS有限元软件对改进前后的做法建模分析。试验及模拟结果表明：（1）不同锚固方案对粘钢梁的抗弯性能影响显著；（2）对于规范做法，L形钢板变形的程度会影响加固钢板的利用率，进而改变粘钢梁的抗弯性能，首先，在4mm～8mm范围内，L形钢板厚度对自身变形影响很小，其次，将柱根部U形箍板贴紧加固钢板可以在一定程度上改善L形钢板受力变形的情况，最后，用等强度锚栓代替柱根部U形箍板可进一步加强对L形钢板的约束，减小其变形；（3）采用斜向植筋法锚固的粘钢梁抗弯性能优于规范做法且满足设计要求，但加固钢板剥离现象明显，且施工有一定难度；（4）针对包钢法，由于包钢刚度低造成试件抗弯性能不足，通过加设角钢可有效减小包钢变形，提高试件抗弯能力；（5）采用角钢配锚栓法试件抗弯性能优于采用斜向植筋法试件，设置梁根部锚栓可有效抑制加固钢板剥离，明显提高试件抗弯性能；（6）带肋钢板配锚栓法可有效约束加固钢板，相应试件抗弯性能稳定且接近斜向植筋法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 概述  9-10
  1.2 粘钢法简介  10
  1.3 国内外应用及研究情况  10-13
    1.3.1 国外应用及研究简介  10-11
    1.3.2 国内应用及研究简介  11-13
  1.4 本文主要工作  13-14
第二章试件设计与制作  14-24
  2.1 混凝土试件设计  14-15
    2.1.1 尺寸及配筋  14
    2.1.2 实测尺寸  14-15
  2.2 加固设计  15-16
  2.3 锚固方案  16-19
    2.3.1 规范做法  16
    2.3.2 斜向植筋法  16-17
    2.3.3 包钢法  17
    2.3.4 角钢配锚栓法  17-18
    2.3.5 带肋钢板配锚栓法  18-19
  2.4 材料性能  19-21
    2.4.1 混凝土  19-20
    2.4.2 钢材  20
    2.4.3 胶黏剂  20-21
  2.5 施工工艺  21-24
    2.5.1 处理粘贴面  21-22
    2.5.2 配制胶黏剂  22
    2.5.3 注胶  22
    2.5.4 检验  22-23
    2.5.5 固化养护  23-24
第三章试验概况  24-29
  3.1 试验装置  24-25
  3.2 量测内容与方法  25-27
    3.2.1 应变  25-26
    3.2.2 节点转角  26
    3.2.3 梁端挠度  26-27
    3.2.4 裂缝  27
  3.3 施加荷载  27-29
    3.3.1 加载程序  28
    3.3.2 终止条件  28-29
第四章试验结果  29-60
  4.1 试验现象  29-36
    4.1.0 规范做法 D1  29
    4.1.1 斜向植筋法 D2  29-30
    4.1.2 包钢法 B1  30-31
    4.1.3 包钢法 B2  31
    4.1.4 包钢法 B3  31-32
    4.1.5 角钢配锚栓法 F1  32
    4.1.6 角钢配锚栓法 F2  32-33
    4.1.7 角钢配锚栓法 F3  33-34
    4.1.8 带肋钢板配锚栓法 L1  34
    4.1.9 带肋钢板配锚栓法 L2  34-35
    4.1.10 带肋钢板配锚栓法 L3  35-36
  4.2 承载力分析  36-42
    4.2.1 计算原理  36-41
    4.2.2 承载力对比  41-42
  4.3 应变分析  42-45
  4.4 抗裂能力  45-51
    4.4.1 开裂荷载  46-47
    4.4.2 裂缝分布  47-48
    4.4.3 裂缝宽度  48-51
  4.5 截面刚度  51-55
    4.5.1 截面刚度计算公式  51-52
    4.5.2 截面刚度验算公式  52-53
    4.5.3 截面刚度对比  53-55
  4.6 锚固件特点  55-58
    4.6.1 破坏形式  55
    4.6.2 传力路径  55-57
    4.6.3 锚固件变形  57-58
  4.7 存在问题及改进措施  58-60
    4.7.1 存在问题  58-59
    4.7.2 改进措施  59-60
第五章有限元分析  60-70
  5.1 有限元简介  60-61
    5.1.1 发展过程  60
    5.1.2 分析软件  60-61
  5.2 ABAQUS 软件  61-65
    5.2.1 ABAQUS 简介  61
    5.2.2 分析过程  61-62
    5.2.3 模块简介  62-65
  5.3 模型参数  65-66
  5.4 分析结果  66-68
    5.4.1 承载力  66-67
    5.4.2 截面刚度  67
    5.4.3 变形特点  67-68
  5.5 本章小结  68-70
第六章结论  70-71
参考文献  71-74
发表论文和参加科研情况说明  74-75
致谢  75

钢筋混凝土梁柱节点钢板不同锚固方案研究

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