环氧树脂混凝土粘钢板加固组合梁力学特性研讨.pdf

环氧树脂混凝土粘钢板加固组合梁力学特性研究 吕恒林周淑春秦海兰柏培峰刘 伟 (中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州221008) 摘 要本文结合加固工程实际，通过物理模拟试验和数值模拟计算方法，得到环氧树脂混 凝土粘钢板加固组合梁加固前后的承载力、位移和应变等的变化规律，探讨了加固 组合梁的工作机理，结果表明：结合采用环氧树脂混凝土及粘钢板加固技术可有效 增大梁的刚度，提高梁的极限承载力，推迟裂缝出现时间，使梁的工作性能得到改 善，可以推广应用到实际梁加固工程。 关键词 环氧树脂混凝土粘钢加固 数值模拟计算物理模拟试验工作机理 钢筋混凝土结构由于使用、维护不当、建造质量较差或建筑功能改变等原因需要进行维修 加固，恢复和提高其承载能力，确保结构安全使用。常用的加固技术有扩大截面、增补受拉钢 筋、预应力加固、粘贴钢板、粘贴碳纤维或玻璃纤维等方法。本文采用有限元分析软件ANSYS 数值模拟计算和物理模拟试验方法对结合采用环氧树脂混凝土和粘钢板技术加固钢筋混凝土 梁形成的组合梁(如图1)的力学特性进行研究。 图1环氧树脂混凝土粘钢板加固组合粱示意图 1原型基本参数 徐州市金泰小区某住宅楼卫生问改造‘11需要加固的梁如图1和图16所示：左段圈梁长 x 1．2m，上下各2声8，右段梁长2．8m，下部3拳14，上部2声12，截面尺寸bh=250mm×250mm， C30混凝土，混凝土保护层厚度为30mm，数值模拟计算时两端采用固接约束，物理模拟试验按 实际支撑(图16～18)。加固方法为：梁下20mm厚环氧树脂混凝土，下粘5mm厚钢板，梁两侧 435 第4部分结构修复补强 面各粘5mm厚钢板。梁体按实际情况承受均布荷载、集中荷载及自重如图2，各部分材料物理 力学参数如表1所示。 5_8]俨龇蒯]瑚蝴10．1面6面嘲6．535舟俨龇蒯瑚蝴面面嘲6’53 图2简化计算简图(1【N，m、kN) 表1相关材料的物理力学参数表 抗压强度 抗拉强度 变形模量 泊松比 表观密度 类 型 口。(N／ram2) Ot(N，Ⅻ叠) E(N／耐) _￡王 _iD(Kgfm一) 混凝土 20．1 2．01 3．0×104 0．23 2．3×10—6 钢筋 2．1×105 O．30 7．85×10—6 环氧树脂混凝土 48 6 1．5×]04 O．21 2．1×10—6 钢板 2．35×105 O．30 7．85×10—6 2数值模拟计算 2．1单元与材料模式 一350 [：_(1叠堑蔓．三i童型一一二一一一．．；一二一．二 在ANSYS提供的众多单元类型和材料模式中，树’篡 卜煎1．00E一3，2嬲) 脂混凝土、混凝土、钢板选择Solid65单元；钢筋选择200 }万。}+II：≥_‘_≥：_一Il-：_≤ Link8单元，钢筋、钢板均采用自定义完全弹塑性的非Ⅳ j