钢板加固含裂纹梁承载能力及动力特性分析

作     者：汤浩南 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王磊;常驻刚

授予年度：2017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：RC梁 裂纹 钢筋约束效应 钢板加固 能量原理 承载力 自由振动 受迫振动 

摘      要：RC梁(钢筋混凝土梁)作为重要的承力构件,在土木工程中得到了广泛的应用。由于混凝土的特性、施工工艺的缺陷及服役过程中都将导致结构出现裂纹,从而致使结构承载能力下降。为了提高受损RC梁的承载力,通常采用加固的方式来提高结构的承载力及延长其使用寿命。采用钢板进行加固时目前工程实际中较为常见的方法,但采用钢板加固后,梁的承载力及动力特性也将随之改变。因此,对钢板加固含裂纹RC梁承载力及动力特性进行研究,有助于加固梁在工程实际中更好的发挥其作用,并为加固设计提供指导和参考的依据。在本文中介绍了钢板加固含裂纹RC梁的承载能力分析及动力学分析的研究背景、研究现状、研究意义及研究方法。对采用钢板加固后RC梁的二次受力原理进行了阐述,以及分析计算了加固后梁的正截面承载力和斜截面承载力。在此基础上基于Bernoulli-Euler梁理论,并运用Hamilton能量原理,研究了加固梁的自由振动的特性。为了考虑裂纹产生的应力集中效应,将裂纹影响因子引入具裂纹的加固梁中。讨论了裂纹在不同的位置和深度、钢筋约束效应以及钢板加固作用对梁前三阶固有频率的影响。此外,为了研究了加固梁在简谐载荷作用下的位移响应。讨论了加固梁在不同大小和频率的简谐载荷作用下,钢筋约束效应、钢板加固作用、裂纹深度及裂纹位置等因素对加固梁位移响应的影响。基于以上研究结果,对考虑钢筋约束效应和钢板加固作用对含裂纹RC梁的承载能力及动力学特性的影响进行总结,并对钢板加固相关研究做了展望。