初始应力对轴心受压构件加固后承载力影响的研究

刘威

中国海洋大学

摘要：

经过加固改造后的建筑物属于二次受力结构，不同于一般的新建结构，存在应力滞后效应，受力情形比较复杂，每一种加固方法均有其不同计算特点，本文通过理论公式推导及有限元模拟分析，研究了用混凝土板墙加固砖墙和通过增大截面加固混凝土柱这两种情况下的轴心受压力学行为，分析了各个加固因素对材料强度利用系数的影响，对相关规范承载力计算公式进行了验证，并提出了修正建议，同时也为这两种加固方法的提供了工程加固设计建议。具体的研究成果与结论包括以下几个方面：　　（1）总结了钢筋混凝土面层加固法及增大截面加固法的最新研究进展，指出了现有研究成果中的不足之处。　　（2）基于应变控制理论，阐述了二次受力构件新旧材料的屈服破坏问题，即原结构材料先破坏还是新加材料先破坏只与初始应力水平有关。　　（3）从材料的应力应变关系出发，推导了混凝土板墙加固砌体砖墙及增大截面加固混凝土这两种情况下构件的轴心受压承载力计算公式及加固后构件屈服破坏时材料的强度利用系数公式，证明二次受力构件材料强度的利用系数及承载能力仅与原构件的初始应力水平指标有关，与其他加固因素无关。　　（4）通过有限元软件ANSYS进行数值模拟验证了推导公式的正确性，并证明几乎所有的加固因素对二次受力构件原砌体、新加混凝土材料强度利用系数无影响；但新加钢筋的材料强度利用系数不但与初始应力水平有关，还与其自身强度有关。　　（5）将推导公式、数值模拟与相应规范对比计算结果，给出了钢筋混凝土面层加固法及增大截面加固法加固后构件承载力及材料强度利用系数计算建议，以及相关加固施工的建议。

关键词：初始应力;承载性能;轴心受压构件;应变控制理论;数值模拟

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：防灾减灾工程及防护工程

导师姓名：蒋济同

学位年度：2013

语种：中文

分类号：TU312;TU746.3

页数：92

在线出版日期：2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）