基本信息
- 項目名稱：
- 錨栓錨固鋼板增強混凝土抗彎能力加固效果的研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 目前，國內(nèi)外的研究主要集中在加固方法的破壞模式和截面連接改善的實驗和數(shù)值模擬方面。但是，鋼板與混凝土界面連接的處理是這個領(lǐng)域的一個重要難題，對施工技術(shù)要求較高，而且鋼板與膠體界面存在潛在的銹蝕。 本研究作為一種新的加固方法，在發(fā)揮鋼板加固優(yōu)點的同時，力圖避免膠粘界面的結(jié)合難題，采用的錨栓錨固鋼板增強混凝土抗彎能力具有重要的實際應(yīng)用價值，而且施工簡單。
- 詳細介紹：
- 我國自建國以來，修建了許多混凝土及鋼筋混凝土建筑物。按照預(yù)期設(shè)計基準期為50年計算，這些建筑已分別進入中年期或老年期，多數(shù)已有不同程度的損壞或老化，急需修復。因此混凝土結(jié)構(gòu)的修補加固是近年來國內(nèi)外發(fā)展起來的一門新興學科，有關(guān)其實驗研究、理論分析及規(guī)范編制等工作目前尚處于起步階段，對于傳統(tǒng)的加大截面法、外包鋼法、預(yù)應(yīng)力法及改變結(jié)構(gòu)傳力等補強加固方法，雖然多數(shù)經(jīng)工程實踐證明是可行的，但就簡化施工，滿足生產(chǎn)要求而言，有都存在不足。如，施工工期長，占據(jù)使用空間，構(gòu)件尺寸增大，加固總費用高等。所以，近年來有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)不強加固的新技術(shù)，如外包或者內(nèi)襯玻璃法以及粘鋼加固法等已逐漸在工程中廣泛使用。 目前，國內(nèi)外的研究主要集中在該加固方法的破壞模式和截面連接改善的實驗和數(shù)值模擬方面。但是，鋼板與混凝土界面連接的處理是這個領(lǐng)域的一個重要難題，對施工技術(shù)要求較高，而且鋼板與膠體界面存在潛在的銹蝕。同時，由于鋼板重量較大，實際使用中對板的長度有所限制。 本次研究的主要目的在于研究開發(fā)出一種新型的混凝土加固方法，以解決目前常用方法所存在的各種缺陷，并達到很好的工作效果，方便運用到實際工程中。也就是說要通過錨栓鉚接鋼板加固混凝土梁抗彎能力的實驗測量和數(shù)值模擬，得出這種加固方式下，鋼板與混凝土兩者協(xié)同工作的具體模式，并且得出鋼板與混凝土之間變形協(xié)調(diào)問題的解決辦法，盡可能解決加固問題中的重點和難點。 由于鋼板有較好的加固性能，外貼鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)抗彎承載能力是一種適用面較廣的加固方法，不僅民用建筑，而且公路橋梁也普遍采用。但這種加固方法中新舊結(jié)構(gòu)的結(jié)合界面問題一直是一個重要的難題。界面剝離破壞往往是一種脆性破壞。 本研究作為一種新的加固方法，在發(fā)揮鋼板加固優(yōu)點的同時，力圖避免膠粘界面的結(jié)合難題，采用的錨栓錨固鋼板增強混凝土抗彎能力具有重要的實際應(yīng)用價值，而且施工簡單。對這種加固方法的破壞模式和加固效果進行系統(tǒng)研究有利于該方法的實際應(yīng)用和規(guī)范標準化。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本次研究的主要目的在于研究開發(fā)出一種新型的混凝土加固方法，以解決目前常用方法所存在的各種缺陷，并達到很好的工作效果，方便運用到實際工程中。 也就是說要通過錨栓鉚接鋼板加固混凝土梁抗彎能力的實驗測量和數(shù)值模擬，得出這種加固方式下，鋼板與混凝土兩者協(xié)同工作的具體模式，并且得出鋼板與混凝土之間變形協(xié)調(diào)問題的解決辦法，盡可能解決加固問題中的重點和難點。
科學性、先進性及獨特之處
- 該加固方法不同于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板加固方法，在錨栓連接加固中，避免了混凝土與鋼板結(jié)合界面問題。該方法傳力途徑明確，施工簡便快捷。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本研究作為一種新的加固方法，在發(fā)揮鋼板加固優(yōu)點的同時，力圖避免膠粘界面的結(jié)合難題，采用的錨栓錨固鋼板增強混凝土抗彎能力具有重要的實際應(yīng)用價值，而且施工簡單。對這種加固方法的破壞模式和加固效果進行系統(tǒng)研究有利于該方法的實際應(yīng)用和規(guī)范標準化。
學術(shù)論文摘要
- 本試驗進行了9根鋼筋混凝土梁試驗，鋼板厚度有2mm、4mm、6mm 三種，錨栓個數(shù)從2個增加到4個、6個和8個。從試驗結(jié)果看，4mm鋼板加固后承載力提高較多，但也同時更容易發(fā)生錨栓剪切破壞。防止錨栓被剪壞，可以通過增加錨栓個數(shù)以減少但個錨栓承受荷載的方法改善，這樣同時也可以提高鋼板使用效率，使鋼板與混凝土能更好的共同工作。綜合本試驗的研究可知，比之鋼筋混凝土構(gòu)件，錨栓錨固鋼板加固鋼筋混凝土復合構(gòu)件具有承載力高、延性好等特點。工程實際與設(shè)計計算中應(yīng)充分利用構(gòu)件這一優(yōu)良力學性能，控制其處于彎曲使用狀態(tài)。
獲獎情況
- 1、2010年發(fā)表論文一篇：S-W Hao, Y-Y Li, J Sun, Q Liu, B Wang, H-Z Yang. A coupling solution for interfacial stresses in a plated beam. The Journal of Strain Analysis for Engineering Design . 2010, 45(7):513-521.(SCI：671LM)； 2、2010年12月榮獲優(yōu)秀而結(jié)題項目證書。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 1. Swamy RN, Jones R., Bloxham JW. Structural behavior of reinforced concrete beams strengthened by epoxy-bonded steel plates. Structural Eng. 1987,65(2):59-68 2. Oehlers DJ, Mohamed AMS, Luo W. Upgrading continuous reinforced concrete beams by gluing steel plates to their tension faces. J. Struct Eng ASCE 1998, 124(3):224-232 3. Adhikary Bimal Babu, Mutsuyoshi H. Numerical simulation of steel-plate strengthened concrete beam by a non-linear finite element method model. Construction and Building Materials. 2002, 16:291-301. 4. Eberline, D. K., F. W. Klaiber and K. Dunker, "Bridge Strengthening with Epoxy-bonded Steel Plate," Transportation Research Record 1180, National Research Council, Washington D. C., pp. 7-11 (1988). 5. Hamoush, S. A. and S. H. Ahmad, "Debonding of Steel-Plate-Strengthened Concrete Beams," ASCE, J. Structural Eng., Vol. 116, No. 2, pp. 356-371 (1990). 6. 杜青, 蔡美峰, 李曉會, 粘貼鋼板加固鋼筋混凝土梁的分離式有限元模型, , 工程力學, 2007, 24(3):154-158.
同類課題研究水平概述
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