預應力鋼套箍加固RC橋墩軸壓性能試驗研究
發(fā)布時間:2017-09-07 00:44
本文關(guān)鍵詞:預應力鋼套箍加固RC橋墩軸壓性能試驗研究
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【摘要】:針對既有圓形橋墩存在的抗震性能缺陷,提出一種采用預應力鋼套箍(Prestressed Steel Hoop,簡稱PSH)對其加固的技術(shù)方法。該方法的特點是對鋼套箍施加預應力,以解決加固材料應力滯后問題,提高加固材料的約束效應,達到有效改善加固效果的目的。本文重點開展預應力鋼套箍加固RC橋墩的軸壓性能試驗研究,主要研究工作和成果如下: 通過采用PSH加固的7個圓形橋墩軸壓性能試驗,,主要研究鋼套箍配箍特征值和預應力度對加固試件軸壓性能的影響,驗證所提出的預應力鋼套箍加固RC橋墩技術(shù)方法的可行性和加固效果。試驗結(jié)果表明:(1)采用PSH加固RC橋墩可較大程度的提高墩柱的軸心受壓承載力和變形能力;(2)隨著配箍特征值和預應力度的增大,加固試件軸心受壓承載力和變形能力呈提高的趨勢,當預應力度大于一定值時,加固試件的軸向變形提高不明顯。 采用有限元分析軟件ABAQUS,對PSH加固的RC橋墩軸壓性能進行了非線性有限元分析。結(jié)果表明:(1)試件軸心受壓承載力和相關(guān)曲線數(shù)值模擬結(jié)果與試驗值吻合良好;(2)隨著配箍特征值的增大,試件的破壞模式由橋墩中部鋼套箍間某一截面的破壞變?yōu)橐欢螀^(qū)域范圍內(nèi)的破壞,與實際試驗情況相符。 通過試驗研究和理論分析,對采用PSH加固RC橋墩的受壓機理進行探討。在已有約束混凝土本構(gòu)模型基礎上,考慮箍筋、鋼套箍對混凝土的約束作用和縱筋對承載力的貢獻,提出PSH加固RC圓形橋墩的軸心受壓承載力計算公式,計算值與試驗值吻合良好。
【關(guān)鍵詞】:預應力鋼套箍 橋墩 軸壓性能 預應力度 有限元分析
【學位授予單位】:華僑大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:U445.72;U443.22
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第1章 緒論8-17
- 1.1 研究背景和意義8-9
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
- 1.2.1 FRP 加固混凝土柱9-12
- 1.2.2 鋼套箍加固混凝土柱12-13
- 1.2.3 環(huán)向施加預應力技術(shù)加固混凝土柱13-14
- 1.2.4 存在問題14-15
- 1.3 項目前期研究內(nèi)容15-16
- 1.4 擬開展的研究工作16-17
- 第2章 預應力鋼套箍加固 RC 橋墩軸壓性能試驗研究17-47
- 2.1 試件設計和制作17-22
- 2.1.1 試件尺寸和試驗參數(shù)17-19
- 2.1.2 材料力學性能19
- 2.1.3 試件制作流程19-20
- 2.1.4 鋼套箍安裝過程20-22
- 2.2 試驗裝置及量測方案22-26
- 2.2.1 加載裝置22-23
- 2.2.2 加載制度23-24
- 2.2.3 量測方案24-26
- 2.3 試驗過程及破壞形態(tài)分析26-41
- 2.3.1 試件破壞過程26-33
- 2.3.2 應變量測與分析33-41
- 2.4 承載力及變形能力分析41-43
- 2.4.1 荷載-位移曲線分析41-42
- 2.4.2 承載力分析42-43
- 2.4.3 變形能力分析43
- 2.5 約束混凝土應力-應變曲線43-46
- 2.6 本章小結(jié)46-47
- 第3章 預應力鋼套箍加固 RC 橋墩有限元分析47-67
- 3.1 有限元模型的建立47-54
- 3.1.1 材料本構(gòu)模型47-50
- 3.1.2 定義約束關(guān)系50
- 3.1.3 設置分析步與邊界條件50-51
- 3.1.4 鋼套箍預應力的施加51-52
- 3.1.5 網(wǎng)格的劃分52-54
- 3.2 模擬結(jié)果與分析54-66
- 3.2.1 試件承載力模擬結(jié)果分析54-55
- 3.2.2 應力-應變曲線對比55-56
- 3.2.3 荷載-位移曲線對比56-58
- 3.2.4 混凝土墩柱應力分析58-63
- 3.2.5 鋼套箍應力分析63-66
- 3.3 本章小結(jié)66-67
- 第4章 預應力鋼套箍加固 RC 橋墩軸壓承載力計算67-80
- 4.1 預應力鋼套箍約束橋墩混凝土受壓機理分析67-74
- 4.1.1 約束混凝土本構(gòu)模型67-69
- 4.1.2 箍筋約束作用69-71
- 4.1.3 預應力鋼套箍約束混凝土受力分析71-74
- 4.2 墩柱軸心受壓承載力計算74-77
- 4.2.1 計算假定74-75
- 4.2.2 軸心受壓承載力計算公式75-77
- 4.3 承載力結(jié)果對比77-79
- 4.4 本章小結(jié)79-80
- 第5章 結(jié)論與展望80-82
- 5.1 本文主要結(jié)論80-81
- 5.2 問題和展望81-82
- 參考文獻82-86
- 致謝86-87
- 個人簡介87
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本文編號:806423
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