基于加強(qiáng)約束節(jié)點(diǎn)的增大截面法加固RC柱受壓承載力研究.pdf

1、傳統(tǒng)增大截面法加固RC框架柱時(shí)需要一個(gè)搭接層,當(dāng)條件限制不能采用搭接層時(shí),上層荷載不能有效傳遞至下層新增混凝土截面,達(dá)不到預(yù)期的加固效果。本課題組提出了基于節(jié)點(diǎn)約束混凝土概念的框架柱增大截面受壓承載力加固這一創(chuàng)新方法,在不能采用搭接層的條件下,設(shè)置節(jié)點(diǎn)約束圍套,使上層荷載在節(jié)點(diǎn)高度范圍內(nèi)完成向下層增大截面的有效傳遞,確保下層柱實(shí)現(xiàn)有效加固。本文緊密結(jié)合本課題組所做三根近足尺構(gòu)件試驗(yàn),借助有限元分析軟件ABAQUS進(jìn)行數(shù)值仿真模擬,對(duì)基于

2、加強(qiáng)約束節(jié)點(diǎn)的增大截面法加固RC柱的受壓承載力進(jìn)行分析。
　　本文主要進(jìn)行的研究工作有:
　　1)總結(jié)混凝土、鋼筋混凝土在軸壓和局壓下的典型破壞形態(tài)和破壞現(xiàn)象,結(jié)合前期試驗(yàn)結(jié)果,分析本文模型可能出現(xiàn)的幾種破壞模式,并給出了相應(yīng)的對(duì)策;介紹ABAQUS中混凝土的本構(gòu)模型和破壞準(zhǔn)則,確定了混凝土塑性損傷模型參數(shù),基于試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)推導(dǎo)了用于有限元建模的混凝土本構(gòu)模型。
　　2)將研究對(duì)象進(jìn)行合理簡化,建立基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有限元

3、系列模型。通過核心柱模型、傳統(tǒng)增大截面加固RC柱有搭接層和無搭接層的模型,分別驗(yàn)證了利用ABAQUS分析軸心受壓柱和增大截面加固RC柱全截面受壓的可靠性,并證明了無搭接層時(shí)加強(qiáng)約束節(jié)點(diǎn)的必要性;基于前期三組試驗(yàn)構(gòu)件建立的加固柱系列模型,驗(yàn)證了加強(qiáng)約束節(jié)點(diǎn)的可行性;將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比。
　　3)從約束節(jié)點(diǎn)區(qū)域的主應(yīng)力跡線表現(xiàn)、內(nèi)外混凝土應(yīng)力沿高度的擴(kuò)散、內(nèi)外縱向鋼筋應(yīng)力沿柱高方向的變化及箍筋應(yīng)力全過程分析,結(jié)合約束應(yīng)力和新舊

4、混凝土界面剪應(yīng)力的分布,解釋了約束節(jié)點(diǎn)區(qū)域荷載傳遞的工作機(jī)理。
　　4)改變影響約束效果的三個(gè)參數(shù),建立系列有限元模型,得到了不同參數(shù)水平下的受壓承載力值,定義了受壓承載力換算系數(shù),確定了三個(gè)參數(shù)的取值范圍,利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行多元線性回歸,得到了擬合優(yōu)度高達(dá)0.969的回歸公式,經(jīng)修正后得到了經(jīng)過檢驗(yàn)具有包絡(luò)含義的回歸公式。
　　5)根據(jù)ABAQUS計(jì)算及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合工程實(shí)際,提出了基于加強(qiáng)約束節(jié)點(diǎn)的增大截面