普通鋼筋體外預(yù)應(yīng)力加固RC梁數(shù)值模擬.pdf

1、隨著我國人均居住面積接近40平方米，新建建筑業(yè)將會逐漸萎縮，代之而來的將是維修加固改造行業(yè)。體外預(yù)應(yīng)力加固作為簡潔有效的一種加固方法，屬于后張法無粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系。該加固方法具有消除應(yīng)力滯后、加固材料自重小、對結(jié)構(gòu)凈空影響小等優(yōu)點，因此得到了快速的發(fā)展。目前體外預(yù)應(yīng)力筋多采用鋼絞線，由于其屈服強度較高，加固梁破壞時，體外預(yù)應(yīng)力筋還遠未屈服，如果用普通鋼筋代替鋼絞線，合理地控制張拉量，使梁底縱筋和體外預(yù)應(yīng)力筋在受力過程中能夠同時屈服，

2、就可以避免材料浪費，同時由于施工簡便，對于工程的加固具有較大的實際意義。目前對體外張拉普通鋼筋加固混凝土梁的研究較少，體內(nèi)鋼筋應(yīng)力程度、體外張拉鋼筋數(shù)量、張拉形式、預(yù)應(yīng)力度等影響因素均需研究確定。
　　本文從既有的實驗出發(fā)，建立有限元模型，考慮體外的預(yù)應(yīng)力筋與主體梁之間的變形不一致、材料的非線性等因素，選擇合理的本構(gòu)關(guān)系，利用生死單元模擬施加預(yù)應(yīng)力之前的梁體實際承受的荷載，進行了如下研究：
　　1）利用ANSYS軟件對體外預(yù)

3、應(yīng)力加固簡支梁的實驗進行了全過程的模擬，對于是否考慮混凝土壓碎、鋼筋滑移的問題進行模擬，并與實驗值比較，得到合理可行的模型；
　　2）基于試驗梁有限元模型的分析，提取該梁的跨中荷載-位移曲線、體外預(yù)應(yīng)力筋的外荷載-應(yīng)力變化曲線?？紤]加固前梁的持荷水平、轉(zhuǎn)向塊的高度和個數(shù)、體外預(yù)應(yīng)力筋在梁端的錨固高度、預(yù)應(yīng)力度等因素，對加固梁體的屈服荷載和極限承載力進行了分析；
　　3）將體外預(yù)應(yīng)力筋由鋼絞線替換成普通鋼筋，根據(jù)加固前梁的持荷

4、水平，計算梁底原有鋼筋的應(yīng)力水平。在保證梁底縱筋和體外預(yù)應(yīng)力鋼筋同時屈服的前提下，確定體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力大小，建立原有鋼筋應(yīng)力和體外預(yù)應(yīng)力筋初始應(yīng)力之間的關(guān)系式，探究體外預(yù)應(yīng)力筋、體內(nèi)梁底縱筋屈服時的外荷載的變化規(guī)律。
　　研究表明，用有限元法模擬體外張拉預(yù)應(yīng)力加固混凝土梁是可行的，用普通鋼筋代替鋼絞線，合理地控制張拉量，使梁底縱筋和體外預(yù)應(yīng)力筋在受外力過程中能夠同時屈服，這樣就避免了材料浪費，對于實際加固工程具有一定的指導(dǎo)