基于加強約束節(jié)點的增大截面法加固RC柱受壓承載力研究.pdf

1、傳統(tǒng)增大截面法加固RC框架柱時需要一個搭接層,當(dāng)條件限制不能采用搭接層時,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)點約束圍套,使上層荷載在節(jié)點高度范圍內(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,借助有限元分析軟件ABAQUS進行數(shù)值仿真模擬,對基于

2、加強約束節(jié)點的增大截面法加固RC柱的受壓承載力進行分析。
　　本文主要進行的研究工作有:
　　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),基于試驗實測數(shù)據(jù)推導(dǎo)了用于有限元建模的混凝土本構(gòu)模型。
　　2)將研究對象進行合理簡化,建立基于試驗數(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加強約束節(jié)點的必要性;基于前期三組試驗構(gòu)件建立的加固柱系列模型,驗證了加強約束節(jié)點的可行性;將計算結(jié)果與試驗進行了對比。
　　3)從約束節(jié)點區(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)點區(qū)域荷載傳遞的工作機理。
　　4)改變影響約束效果的三個參數(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),確定了三個參數(shù)的取值范圍,利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件SPSS進行多元線性回歸,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)過檢驗具有包絡(luò)含義的回歸公式。
　　5)根據(jù)ABAQUS計算及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,結(jié)合工程實際,提出了基于加強約束節(jié)點的增大截面