鋼板－混凝土組合加固梁力學(xué)特性及設(shè)計(jì)方法研究

鋼板－混凝土組合加固技術(shù)是指通過后澆混凝土與抗剪連接件將原混凝土結(jié)構(gòu)與新增加的鋼結(jié)構(gòu)組合在一起共同工作的一種加固方法。組合加固能夠充分發(fā)揮鋼材與混凝土的力學(xué)特性，相對于傳統(tǒng)加固方法具有顯著的優(yōu)勢，應(yīng)用于既有建筑和橋梁結(jié)構(gòu)的加固可以產(chǎn)生顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。.本課題將通過對鋼板－混凝土組合加固梁的系列試驗(yàn)研究，結(jié)合三維有限元非線性數(shù)值計(jì)算和參數(shù)分析，重點(diǎn)研究組合加固梁考慮滑移效應(yīng)、材料非線性 2100433B

針對傳統(tǒng)剪力墻連梁抗剪能力不足、延性變形性能差且施工復(fù)雜等問題，利用鋼板良好的塑性變形能力和屈服后不同拉力場特性，替代抗剪鋼筋或交叉暗柱是提高連梁受力性能的一種有效措施。設(shè)計(jì)和改進(jìn)內(nèi)嵌鋼板混凝土組合連梁的構(gòu)造措施，提出內(nèi)嵌雙鋼板混凝土組合連梁，并對其抗震性能和設(shè)計(jì)方法展開研究。采用試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬等手段，分析鋼板厚度、高厚比、栓釘布置等對組合連梁破壞機(jī)理和抗震性能的影響，提出連梁恢復(fù)力特性曲線，揭示鋼板屈曲后形成的不同拉力場分布和屈曲模態(tài)對連梁延性和耗能的影響機(jī)理。在參數(shù)分析基礎(chǔ)上，建立組合連梁受彎和受剪承載力計(jì)算公式和抗剪理論模型。研究組合連梁各性能水準(zhǔn)下的位移角限值或其他性能指標(biāo)限值。通過數(shù)值模擬和理論分析，研究不同構(gòu)造措施對節(jié)點(diǎn)破壞模式和抗震性能的影響，提出節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼板錨固長度、栓釘或其他連接件設(shè)計(jì)計(jì)算方法。研究成果可為鋼板混凝土組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論及工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

連梁作為核心筒的第一道抗震防線，一直是國內(nèi)外科研工作者研究的重點(diǎn)構(gòu)件，并以鋼筋混凝土連梁為主要對象進(jìn)行了大量的研究。但研究結(jié)果表明，鋼筋混凝土連梁在各種新型配筋方案下，雖然綜合抗震性能有所提高，但仍存在抗剪能力不足，剪切破壞嚴(yán)重，且滯回曲線具有明顯的捏縮效應(yīng)等問題，僅通過提高箍筋量和配筋形式對提高連梁延性和抗剪能力是有限的。 針對傳統(tǒng)剪力墻連梁抗剪能力不足、延性變形性能差且施工復(fù)雜等問題，利用鋼板良好的塑性變形能力和屈服后不同拉力場特性，替代抗剪鋼筋或交叉暗柱是提高連梁受力性能的一種有效措施。設(shè)計(jì)和改進(jìn)內(nèi)嵌鋼板混凝土組合連梁的構(gòu)造措施，提出鋼板混凝土組合連梁，并對其抗震性能和設(shè)計(jì)方法展開研究。采用試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬等手段，分析配板率、縱筋配筋率、配板形式等對組合連梁破壞機(jī)理和抗震性能的影響，提出連梁恢復(fù)力特性曲線，揭示鋼板配置對連梁延性和耗能的影響。在參數(shù)分析基礎(chǔ)上，建立組合連梁受彎和受剪承載力計(jì)算公式。研究成果可為鋼板混凝土組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論及工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。 2100433B

進(jìn)行波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性的研究，對于促進(jìn)我國的鋼－預(yù)應(yīng)力混凝土組合結(jié)構(gòu)理論與工程實(shí)踐的發(fā)展，具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值，具有大的社會經(jīng)濟(jì)效益。在本項(xiàng)目中，研究了波形鋼腹板的工作機(jī)理，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁的力學(xué)特性，波形鋼腹板褶皺效應(yīng)對預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁力學(xué)特性的影響。 2100433B