加大截面法加固轴心受压柱的理论研究与应用

作     者：廖卫东 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：潘家鼎;曾汉中

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：加大截面法 轴心受压柱 应力水平指标 二次受力 ANSYS 

摘      要：随着城市建设的发展,现有建筑物加固改造已经成为建筑发展中的主导产业之一,据统计,建筑结构加固工程约占总工程的50%。加大截面法加固柱是一种广泛应用且经济有效的加固方法,本文主要进行了加大截面法加固轴心受压柱的正截面承载力分析及有限元分析,分析结果具有重要的理论意义和工程应用价值。 外包钢筋混凝上加固受压柱的受力特点与一般柱有着明显的区别,主要是外围混凝土的受力总是滞后于原部分。对于这样的受力研究,通过实验得到精确结果比较困难。国此主要是通过大有限元数值积分方法进行模拟计算。 本文针对实际工程中经常采用的加大截面加固钢筋混凝土柱的加固方法,考虑到实际加固工程是在不卸载的情况下进行,先对加大截面加固轴心受压柱进行了正截面承载力计算公式的推导,最终形成加大截面法加固轴心受压构件的简化公式。该公式考虑了应力水平指标、以及外包混凝土对内核混凝土的约束作用,确定了各系数的计算式。为了验证公式的正确性,本文通过大型分析软件ANSYS,根据相关文献的实验结果进行了有限元分析。分析中考虑了外围混凝土和内核混凝土之间的摩擦,建立了相应的摩擦单元,并通过生死单元的设置考虑外围混凝土二次受力的作用。分析结果表明,有限元分析数据与实验数据相近,说明有限元分析软件ANSYS用于加大截面法加固轴心受压柱的正截面承载力分析中是可行的。 根据本文推导的相关理论及有限元分析结果,结合实际工程对加大截面法加固轴心受压柱进行进一步的验证,计算结果表明,加大截面法能很好的提高加固柱的极限承载力,能用于实际工程中。