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1、嵌入CFRP板條加固鋼筋混凝土梁抗剪性能研究-->第1章緒論1.1概述大多數(shù)國家的基建大體要經(jīng)歷三個主要階段：大規(guī)模的新建階段；新建與維修并舉階段；舊建筑物維修階段。近些年來，主要發(fā)達國家已進入到第三階段。我國自改革開放以來，基建規(guī)模迅猛發(fā)展，我國開始進入到到第二階段。在老舊結(jié)構(gòu)維修改造方面，發(fā)達國家已經(jīng)有相當多的案例。1980年，英國維修與改造建筑物的工程量占據(jù)該國的建筑工程總量的67%左右[1]；在丹麥，新建建筑的投資大約只占維修加固建筑的投資的1/6[2]；在美國，40%的橋梁公路老化需要維修加固
2、或更換[3]。我國在逐步進入到新建建筑與維修加固并舉的階段。隨著人們生活水平的提高，人們對建筑物的安全性、適用性和耐久性越來越關(guān)注。在以下情況我們需對建筑物進行維修加固：(1)我國的建筑設(shè)計基本年限是50年，從建國之后的建筑距現(xiàn)在已經(jīng)有許多達到50年以上，已經(jīng)達到30—50年之間的建筑也有很多。(2）使用功能發(fā)生變化、施工錯誤，遇到風災、火災、地震等災害以及化學侵蝕、物理侵蝕等因素影響需要對建筑物進行加固和維修[4]。通過適宜的技術(shù)對建筑物進行加固和維修能滿足建筑物的適用性、安全性和耐久性的要求，從而繼
3、續(xù)服務(wù)社會。.......1.2混凝土結(jié)構(gòu)常用的加固方法中人們對混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法在不斷地研究與探索，混凝土結(jié)構(gòu)加固的方法主要有以下幾種：外包鋼：將型鋼包在混凝土柱的四周。它幾乎使構(gòu)件截面尺寸不增加，但混凝土柱的承載力有較大提高。干式作業(yè)法和濕式作業(yè)法一般是常見的兩種施工方法，干式作業(yè)法是在混凝土柱的四周直接包上角鋼或者型鋼。由于型鋼和混凝土之間沒有連接，因此不能保證結(jié)合面處能夠傳遞剪力。濕式加固法，一是以環(huán)氧樹脂為膠體將角鋼和混凝土柱粘貼在一起。二是在角鋼和混凝土留有間距的中間澆筑混凝土，使角鋼和混
4、凝土有效的結(jié)合。增大截面法[5]：是把構(gòu)筑物或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積加大的加固方法，它不僅能使被加固構(gòu)件的承載力得到提高，而且還能使截面剛度增大，自身的頻率得到改善，提高正常使用階段的某些性能。因此，在混凝土梁、板、柱中廣泛的應(yīng)用這種加固方法。體外預應(yīng)力加固[6]：在混凝土結(jié)構(gòu)外施加預應(yīng)力索的加固形式叫做體外預應(yīng)力加固。體外預應(yīng)力實質(zhì)就是將粗鋼筋、鋼絞線等作為施加荷載的器具，對構(gòu)件進行體外加載，進而使構(gòu)件產(chǎn)生負彎矩抵消構(gòu)件部分外部荷載，提高構(gòu)件承載力。置換混凝土加固法[7]：主要是由于正在施工或現(xiàn)有的混凝土
5、構(gòu)件存在著蜂窩、疏松和裂損等缺陷或是混凝土強度偏低，因而采用去除的辦法把劣質(zhì)和有缺陷的混凝土剔除掉置換成優(yōu)質(zhì)的混凝土以此達到提高強度的作用。..........第2章有限元模型的建立2.1概述現(xiàn)在在土木工程界進行研究工作主要有兩種方法：第一種，試驗分析方法；第二種，有限元模擬方法。試驗分析方法是最常見的方法，使我們直觀的看到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞過程，裂縫的走向，為科研工作提供了堅實的基礎(chǔ)。然而，試驗也不是萬能的，也存在著一定的局限性。在進行研究試驗中，試驗經(jīng)費的限制、試驗水平的限制和試驗條件的限制都阻礙科研工
6、作，試驗研究耗費的人力、物力和財力也是不可小覷的。另外，很多實際條件的簡化，如荷載加載的簡化，邊界條件的簡化以及構(gòu)件尺寸的縮小這些都是影響試驗結(jié)果的因素。隨著社會的發(fā)展和電腦的普及，有限元軟件得到了空前的發(fā)展。有限元軟件模擬節(jié)省了大量的人力、物力、財力并且規(guī)避了客觀條件的影響，使得在試驗中難以實現(xiàn)的研究，在有限元分析中能得以實現(xiàn)。因此，有限元模擬在學術(shù)研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。........2.2ABAQUS功能介紹ABAQUS在許多國家都得到了廣泛的應(yīng)用，它涉及的領(lǐng)域包括汽車、電器、船舶、航空航
7、天、水利機械和土木等。ABAQUS單元庫的資源也非常豐富，可以用來模擬各種形狀和復雜的幾何圖形，在單元庫中的材料模型庫中也擁有著大量的材料資源，可以用來模擬大多數(shù)的工程材料，例如鋼筋混凝土材料、地質(zhì)材料、可壓縮性的泡沫材料，碳纖維材料、橡膠、金屬等。ABAQUS較其他有限元軟件如ANSYS、SAP2000等使用簡便，復雜的模型很容易建立起來。對于大多數(shù)的數(shù)據(jù)模擬，只需建立幾何模型、設(shè)定材料屬性、設(shè)定邊界條件和荷載工況等數(shù)據(jù)。對非線性分析，ABAQUS能自動的選擇合適荷載增量和收斂準則，在分析過程中不斷地
8、調(diào)整這些參數(shù)，以此來保證結(jié)果的準確性。.............第3章有限元模擬結(jié)果分析..........263.1有限元模型.....263.2變形云圖.........313.3承載力分析.....323.3.1模擬梁極限承載力與試驗梁極限承載力比較分析......323.3.2有限元模擬梁極限承載力分析......323.4剛度分析.........363.4.1有限元模擬梁和試驗梁剛度對比分析..........363.4.2有限
