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加固钢筋混凝土梁剥离的有限元分析

发布于:2016-04-30 18:37
有限元分析

      用环氧树脂胶在混凝土表面粘贴薄钢板以加固钢筋混凝土结构,已成为目前较为普遍采用的一种简便而行之有效的加固方法,对它的有限元分析研究也越来越多。它可以有效地提高混凝土结构的刚度、强度,并抑制混凝土中裂缝的扩展。该技术的主要优点是:易于施工且施工速度快,可以在结构运行状态下进行施工,而且对结构尺寸的改变很小,通常只有几毫米。在受拉面粘贴薄钢板是钢筋混凝土梁粘钢加固的一种主要形式,加固梁的破坏形式大致可分为两类:一类类似适钢/超钢梁的破坏,主要由钢筋与加固钢板的屈服而导致梁的破坏而产生。这类破坏有明显的塑性材料破坏的特点,破坏前有明显的“先兆”(变形、裂缝扩展等)与时间过程;另一类破坏则是由加固钢板与钢筋混凝土梁发生剥离,而导致加固梁的早期破坏,这类破坏具有脆性材料的破坏特点,破坏发生很突然,破坏前没有先兆。对于前一类因钢板与钢筋屈服而导致的破坏,有关的科研与工程部门已有较系统的研究。而对于后者,因加固钢板的剥离而导致的破坏,则相对研究较少,而且还不够充分。根据国外与国内的相关研究,粘贴钢板的剥离有以下几个特点:
      ①钢板的剥离一般都发生在钢板的端部,研究表明当粘钢梁受弯曲载荷时,在钢板端部存在高的应力集中与剥离应力,而且这一应力峰值可高达混凝土张拉劈裂强度的2倍。
      ②剥离一般都发生在混凝土保护层,而不会发生在钢板与胶层或胶层与混凝土的界面间。
      ③厚钢板加固梁较易发生剥离破坏,而薄钢板加固梁则一般发生钢板(钢筋)的屈服破坏。当加固
      钢板的宽厚比bt<40时,易于发生钢板的剥离。目前,对于粘钢加固钢筋混凝土梁剥离的研究,主要限于实验,同时也进行了一些理论分析研究,但用有限元法对剥离的仿真研究则很少见到。本研究试图根据粘钢加固钢筋混凝土梁剥离实验研究的以上结论,建立针对加固钢筋混凝土梁剥离的有限元模型,并据此对剥离现象进行计算机仿真研究。
      对于钢板发生剥离的机理,从目前的相关资料来看,认识并不统一,归纳起来大致有以下几种看法:剥离应力是贴片端面的正应力,贴片与混凝土粘结界面的剪应力超过其剪切强度而产生剥离,剥离是剪力与弯曲共同作用所致。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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