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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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钢板-混凝土组合加固梁的抗弯性能数值分析研究
Numerical Research on Flexural Behavior of Steel-concrete Composite Reinforced Beams
2019年第8期
组合加固梁;受弯;非线性有限元;承载力
Combined reinforcement beam; Bending; Nonlinear finite element; Bearing capacity
2019年第8期
10.19761/j.1000-4637.2019.08.063.04
2018年科技厅社会发展面上项目(BE2018625);2015年江苏省建筑节能与建筑产业现代化科技支撑项目;2016年江苏省建筑产业现代化示范基地项目。
王 瑞1,邹 昀2,谢梦洁2,周 虹2,丁 杰2
1.江苏华科建设工程质量检测有限公司,南京211800; 2.江南大学环境与土木工程学院,无锡 214122

王 瑞1,邹 昀2,谢梦洁2,周 虹2,丁 杰2

王瑞,邹昀,谢梦洁,等.钢板-混凝土组合加固梁的抗弯性能数值分析研究[J].混凝土与水泥制品,2019(8):63-66.

WANG R,ZOU Y,XIE M J,et al.Numerical Research on Flexural Behavior of Steel-concrete Composite Reinforced Beams[J].China Concrete and Cement Products,2019(8):63-66.

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摘 要:为了研究钢板-混凝土组合加固梁(SPSS)的抗弯性能,利用ABAQUS有限元软件分别对传统钢筋混凝土(RC)梁和不同型式的钢板-混凝土组合加固梁进行非线性数值模拟,对比分析了梁的荷载-位移曲线、破坏状态、承载能力以及刚度退化曲线。结果表明:钢侧板可以有效分担梁所受剪力,延缓钢筋的屈服及混凝土斜裂缝的开展;采用U型钢板和增厚混凝土层的组合加固方式对梁承载能力的提升最为显著;钢板-混凝土组合加固方法可有效提升梁的初始刚度,延缓其刚度退化速率,提升塑性变形能力。 Abstract: In order to research the flexural behavior of different steel-concrete composite reinforced beams, by using ABAQUS finite element program, the nonlinear numerical simulation of traditional reinforced concrete (RC) beams and steel-plated shear strengthening (SPSS) beams with different combinations were performed respectively. The load-displacement curves, failure states, capacity and stiffness degradation of beams with different sections are compared and analyzed. The analysis results indicate that the steel plate can effectively share force of beam and delay the yield of reinforcement and the development of inclined crack of concrete. The combined reinforcement of U-shaped steel plate and thickened concrete layer is the most significant in enhancing the bearing capacity of the beam. SPSS reinforcement can effectively enhance the initial stiffness of the beam, delay its stiffness degradation rate, and enhance the plastic deformation capacity.
英文名 : Numerical Research on Flexural Behavior of Steel-concrete Composite Reinforced Beams
刊期 : 2019年第8期
关键词 : 组合加固梁;受弯;非线性有限元;承载力
Key words : Combined reinforcement beam; Bending; Nonlinear finite element; Bearing capacity
刊期 : 2019年第8期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2019.08.063.04
文章编号 :
基金项目 : 2018年科技厅社会发展面上项目(BE2018625);2015年江苏省建筑节能与建筑产业现代化科技支撑项目;2016年江苏省建筑产业现代化示范基地项目。
作者 : 王 瑞1,邹 昀2,谢梦洁2,周 虹2,丁 杰2
单位 : 1.江苏华科建设工程质量检测有限公司,南京211800; 2.江南大学环境与土木工程学院,无锡 214122

王 瑞1,邹 昀2,谢梦洁2,周 虹2,丁 杰2

王瑞,邹昀,谢梦洁,等.钢板-混凝土组合加固梁的抗弯性能数值分析研究[J].混凝土与水泥制品,2019(8):63-66.

WANG R,ZOU Y,XIE M J,et al.Numerical Research on Flexural Behavior of Steel-concrete Composite Reinforced Beams[J].China Concrete and Cement Products,2019(8):63-66.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:为了研究钢板-混凝土组合加固梁(SPSS)的抗弯性能,利用ABAQUS有限元软件分别对传统钢筋混凝土(RC)梁和不同型式的钢板-混凝土组合加固梁进行非线性数值模拟,对比分析了梁的荷载-位移曲线、破坏状态、承载能力以及刚度退化曲线。结果表明:钢侧板可以有效分担梁所受剪力,延缓钢筋的屈服及混凝土斜裂缝的开展;采用U型钢板和增厚混凝土层的组合加固方式对梁承载能力的提升最为显著;钢板-混凝土组合加固方法可有效提升梁的初始刚度,延缓其刚度退化速率,提升塑性变形能力。
Abstract: In order to research the flexural behavior of different steel-concrete composite reinforced beams, by using ABAQUS finite element program, the nonlinear numerical simulation of traditional reinforced concrete (RC) beams and steel-plated shear strengthening (SPSS) beams with different combinations were performed respectively. The load-displacement curves, failure states, capacity and stiffness degradation of beams with different sections are compared and analyzed. The analysis results indicate that the steel plate can effectively share force of beam and delay the yield of reinforcement and the development of inclined crack of concrete. The combined reinforcement of U-shaped steel plate and thickened concrete layer is the most significant in enhancing the bearing capacity of the beam. SPSS reinforcement can effectively enhance the initial stiffness of the beam, delay its stiffness degradation rate, and enhance the plastic deformation capacity.

关键词:
组合加固梁;受弯;非线性有限元;承载力
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(1)GB 50010—2010中推荐的混凝土本构关系可运用于ABAQUS有限元分析中,并且能较好的反应混凝土的受力特性。
(2)各试件的荷载-位移曲线的变化趋势基本一致,钢侧板可有效分担梁所受的剪力,使得钢筋屈服和混凝土斜裂缝的开展滞后。
(3)SPSS的加固形式对RC梁承载力提升效果显著,且采用U型钢板和增厚混凝土层进行组合加固的梁承载能力最高。
(4)采用SPSS对RC梁加固可显著增强其初始刚度,且有效延缓梁的刚度退化速率,提升其塑性变形能力。此外,峰值荷载后,梁刚度退化逐渐减缓,并趋于一致。
 

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[3] 聂建国,王宇航.钢板-混凝土组合受弯加固梁疲劳性能试验研究[J].建筑结构学报,2011(2):1-9.
[4] 赵洁,聂建国.钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析[J].计算力学学报,2009(6):906-912.
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[6] 聂建国,陶慕轩,樊键生,等.钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究[J].防灾减灾工程学报,2010(S1):335-344.
[7] 石雄伟.钢板-混凝土组合加固方法试验研究及实桥应用[D].西安:长安大学,2012.
[8] WANG J J, TAO M X, ZHOU M, et, al. Force transfer mechanism in RC beams strengthened in shear by means of steel plated concrete[J]. Engineering Structures,2018,171:56-71.
[9] 中华人民共和国住房与城乡建设部.GB 50010—2010 混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
 

王瑞,邹昀,谢梦洁,.钢板-混凝土组合加固梁的抗弯性能数值分析研究[J].混凝土与水泥制品,2019(8):63-66.

WANG R,ZOU Y,XIE M J,et al.Numerical Research on Flexural Behavior of Steel-concrete Composite Reinforced Beams[J].China Concrete and Cement Products,2019(8):63-66.

 

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