砼梁粘鋼抗剪加固的非線性
發(fā)布日期:2013-08-08 23:00:22 瀏覽量:1508
采用ANSYS有限元分析軟件建立加固梁的模型,并對(duì)加固梁進(jìn)行非線性分析,將分析結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)、理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,經(jīng)過(guò)分析,試驗(yàn)值和理論值吻合較好。通過(guò)研究分析這種粘鋼加固方式的加固效果及其優(yōu)點(diǎn),總結(jié)試驗(yàn)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn),為實(shí)際加固工程的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;粘鋼;加固;抗剪
隨著社會(huì)的進(jìn)步,城市建設(shè)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化,其中以多(高)層建筑的增多最為引入注目,為了確保城市建設(shè)的有序發(fā)展,也為了保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,各種建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)就顯得尤為重要[1]。
粘鋼加固法具有方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)單,不損傷原混凝土構(gòu)件,施工方法簡(jiǎn)便,周期短,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小,對(duì)原構(gòu)件外形尺寸影響小等優(yōu)點(diǎn)。
1. 模型制作
所粘鋼板采用屈服強(qiáng)度標(biāo)為235MPa的冷軋薄板,粘鋼加固使用普通JGN建筑膠,加固用截面為19.76mm2。
混凝土一般采用六面體八結(jié)點(diǎn)SOLID65單元[2];鋼筋采用了無(wú)截面的LINK8線單元;鋼板采用六面體八結(jié)點(diǎn)SOLID45單元。
邊界位置的確定:在建立連續(xù)彈性體局部區(qū)域的有限元模型時(shí),往往取該局部區(qū)域?yàn)楦綦x體,取其隔離邊界條件為零位移[3]并通過(guò)試探校正確定零位移邊界的位置。邊界條件的確定:在建立有限元模型時(shí),必須研究如何給定邊界位置上的邊界條件,以反映相連接結(jié)構(gòu)的影響,確定這種問(wèn)題邊界條件是用簡(jiǎn)單支撐鏈桿替代連接結(jié)構(gòu)的作用,使替代后結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)剛度等價(jià)于原結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)剛度。
2計(jì)算求解
首先對(duì)有限元模型添加位移邊界約束條件,按照試驗(yàn)實(shí)際情況添加邊界約束。先對(duì)模型施加部分荷載。
分析類(lèi)型選擇靜定結(jié)構(gòu)分析,分析選項(xiàng)打開(kāi)大變形選項(xiàng),荷載子步數(shù)取50,方程迭代次數(shù)取50,其它的參數(shù)采用ANSYS默認(rèn)設(shè)置。但是為了加快計(jì)算速度,自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)選項(xiàng)打開(kāi),收斂準(zhǔn)則只用位移控制,容許誤差取0.05,一般來(lái)說(shuō)對(duì)于工程問(wèn)題求解的精度是可以接受的。
求解后,可以根據(jù)分析需要提取各級(jí)荷載作用下混凝土梁所有節(jié)點(diǎn)和單元的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、變形以及裂縫開(kāi)展等各方面的計(jì)算結(jié)果,圖3-4分別為所粘鋼板和粘鋼加固混凝土梁屈曲時(shí)的應(yīng)力云圖,極限荷載時(shí)的變形圖及裂縫開(kāi)展圖。粘鋼加固所能承受極限荷載163kN,極限撓度為12mm。
3對(duì)比分析
由模擬結(jié)果可知鋼板在加載過(guò)程中承受了大部分剪力,同時(shí)使原有混凝土受力情況大為改善,避免出現(xiàn)局部剪力過(guò)大現(xiàn)象,充分發(fā)揮受剪區(qū)混凝土抗剪作用;
4論文結(jié)論
本文利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)采用粘鋼加固簡(jiǎn)支梁建分析模型,討論了建模過(guò)程中單元的選擇和使用,鋼筋混凝土相互作用的處理,收斂等問(wèn)題,對(duì)該法加固梁的撓度、裂縫、應(yīng)力等加固效應(yīng)及受力性能作了初步的分析研究,將試驗(yàn)結(jié)果及有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較
從分析結(jié)果可以看出
(1)ANSYS計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有一定的差別,可能是由于混凝土自身的離散性,或由于ANSYS計(jì)算過(guò)程中考慮了材料非線性,另外可能與混凝土本夠關(guān)系和構(gòu)件模型選取有關(guān),綜合分析ANSYS計(jì)算結(jié)果比較符合實(shí)際情況,表明用ANSYS對(duì)粘鋼加固簡(jiǎn)支梁進(jìn)行有限元分析是合理的。
(2)從梁的開(kāi)裂分析結(jié)果可以看出:采用粘鋼加固鋼筋混凝土單梁可以明顯的改善混凝土受力情況。
文章來(lái)源: 永年加固公司 本文鏈接: http://www.tuoluotouzi.com/a_20130808230028.html 任何關(guān)于加固工程的問(wèn)題和建議,敬請(qǐng)咨詢:0591-87868646
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;粘鋼;加固;抗剪
隨著社會(huì)的進(jìn)步,城市建設(shè)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化,其中以多(高)層建筑的增多最為引入注目,為了確保城市建設(shè)的有序發(fā)展,也為了保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,各種建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)就顯得尤為重要[1]。
粘鋼加固法具有方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)單,不損傷原混凝土構(gòu)件,施工方法簡(jiǎn)便,周期短,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小,對(duì)原構(gòu)件外形尺寸影響小等優(yōu)點(diǎn)。
1. 模型制作
所粘鋼板采用屈服強(qiáng)度標(biāo)為235MPa的冷軋薄板,粘鋼加固使用普通JGN建筑膠,加固用截面為19.76mm2。
混凝土一般采用六面體八結(jié)點(diǎn)SOLID65單元[2];鋼筋采用了無(wú)截面的LINK8線單元;鋼板采用六面體八結(jié)點(diǎn)SOLID45單元。
邊界位置的確定:在建立連續(xù)彈性體局部區(qū)域的有限元模型時(shí),往往取該局部區(qū)域?yàn)楦綦x體,取其隔離邊界條件為零位移[3]并通過(guò)試探校正確定零位移邊界的位置。邊界條件的確定:在建立有限元模型時(shí),必須研究如何給定邊界位置上的邊界條件,以反映相連接結(jié)構(gòu)的影響,確定這種問(wèn)題邊界條件是用簡(jiǎn)單支撐鏈桿替代連接結(jié)構(gòu)的作用,使替代后結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)剛度等價(jià)于原結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)剛度。
2計(jì)算求解
首先對(duì)有限元模型添加位移邊界約束條件,按照試驗(yàn)實(shí)際情況添加邊界約束。先對(duì)模型施加部分荷載。
分析類(lèi)型選擇靜定結(jié)構(gòu)分析,分析選項(xiàng)打開(kāi)大變形選項(xiàng),荷載子步數(shù)取50,方程迭代次數(shù)取50,其它的參數(shù)采用ANSYS默認(rèn)設(shè)置。但是為了加快計(jì)算速度,自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)選項(xiàng)打開(kāi),收斂準(zhǔn)則只用位移控制,容許誤差取0.05,一般來(lái)說(shuō)對(duì)于工程問(wèn)題求解的精度是可以接受的。
求解后,可以根據(jù)分析需要提取各級(jí)荷載作用下混凝土梁所有節(jié)點(diǎn)和單元的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、變形以及裂縫開(kāi)展等各方面的計(jì)算結(jié)果,圖3-4分別為所粘鋼板和粘鋼加固混凝土梁屈曲時(shí)的應(yīng)力云圖,極限荷載時(shí)的變形圖及裂縫開(kāi)展圖。粘鋼加固所能承受極限荷載163kN,極限撓度為12mm。
3對(duì)比分析
由模擬結(jié)果可知鋼板在加載過(guò)程中承受了大部分剪力,同時(shí)使原有混凝土受力情況大為改善,避免出現(xiàn)局部剪力過(guò)大現(xiàn)象,充分發(fā)揮受剪區(qū)混凝土抗剪作用;
4論文結(jié)論
本文利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)采用粘鋼加固簡(jiǎn)支梁建分析模型,討論了建模過(guò)程中單元的選擇和使用,鋼筋混凝土相互作用的處理,收斂等問(wèn)題,對(duì)該法加固梁的撓度、裂縫、應(yīng)力等加固效應(yīng)及受力性能作了初步的分析研究,將試驗(yàn)結(jié)果及有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較
從分析結(jié)果可以看出
(1)ANSYS計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有一定的差別,可能是由于混凝土自身的離散性,或由于ANSYS計(jì)算過(guò)程中考慮了材料非線性,另外可能與混凝土本夠關(guān)系和構(gòu)件模型選取有關(guān),綜合分析ANSYS計(jì)算結(jié)果比較符合實(shí)際情況,表明用ANSYS對(duì)粘鋼加固簡(jiǎn)支梁進(jìn)行有限元分析是合理的。
(2)從梁的開(kāi)裂分析結(jié)果可以看出:采用粘鋼加固鋼筋混凝土單梁可以明顯的改善混凝土受力情況。
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