预应力法加固混凝土受压构件有限元分析

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本文在简要介绍目前国内加固方法的同时,重点论述了预应力法在结构加固中的应用。 本文对有限元建模方法进行了简要的阐述,分析了目前国际上著名的微机有限元通用程序的特点,给出了最合适本文的有限元计算软件—基于WINDOWS的SUPER-SAP13.0,并阐明了该软件的特点和主要功能。 根据已做的预应力加固轴心混凝土柱的实验的构件设计,对其进行了详细的有限元建模,如模型的选取、单元划分、荷载工况设计、材料特性和边界条件。通过对计算结果与理论计算值、实验测试数据的比较分析,验证了应用有限元法模拟轴心受压构件的可行性,并将其推广到偏心受压构件的有限元模拟中。 依据偏心轴压构件的受力特点,为了完全掌握预应力法加固偏心受压构件的性能,本文对偏心受力构件进行了详细设计,如预应力的取值变化、偏心距的变化等。针对各种设计,应用有限元计算,并对其计算结果进行了详细的分析。给出了各种情况下混凝土、钢筋和角钢的应力应变值及其发展变化情况;给出了各种情况下,角钢在加固过程中承担荷载的比率。 偏心受力构件的有限元计算结果表明:预应力法加固偏心受力构件,其对结构承载力的提高效果显著;加固柱的最大承载力与柱的偏心距有密切关系;在消除角钢应变滞后的条件下,对角钢施加预应力的大小对结构最终承载力无明显影响。对于较小偏心的特殊情况,宜采用双侧角钢,单侧施加预应力的方法。这一点可以作为对《混凝土结构加固技术规范》CESC25:90的补充。
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