体外预应力钢丝绳加固RC梁受剪性能的研究

第1章 绪论 1 1.1 钢筋混凝土结构抗剪加固的原因和必要性 2 1.1.1 我国桥梁特点 2 1.1.2 桥梁常见病害 4 1.2 抗剪加固研究现状 7 1.2.1 抗剪加固方法 7 1.2.2 抗剪承载力计算方法研究现状 10 1.3 本书基本观点 12 1.4 本章小结 13 第2章 体外预应力钢丝绳抗剪加固方法 14 2.1 试验梁设计与制作 14 2.1.1 试验梁设计 14 2.1.2 试验材料 18 2.1.3 试验梁锚固装置 20 2.1.4 结构灌缝胶性能试验 21 2.1.5 试验梁制作 22 2.2 抗剪加固方法试验 23 2.2.1 原梁预裂 23 2.2.2 试验梁加固 24 2.2.3 加固梁试验内容 25 2.2.4 静载试验加载程序 27 2.2.5 静载试验加载装置及测量仪器 29 2.3 本章小结 30 第3章 体外预应力钢丝绳加固梁抗剪性能的试验研究 31 3.1 加固梁破坏形态 31 3.2 各设计参数对加固效果的影响分析 34 3.2.1 纵筋配筋率对加固效果的影响 35 3.2.2 配箍率对加固效果的影响 37 3.2.3 混凝土强度对加固效果的影响 38 3.2.4 剪跨比对加固效果的影响 40 3.2.5 布筋间距对加固效果的影响 42 3.2.6 体外钢丝绳预应力水平对加固效果的影响 43 3.2.7 带载水平对加固效果的影响 45 3.2.8 损伤程度对加固效果的影响 48 3.2.9 损伤程度和带载水平对加固梁的共同影响分析 49 3.2.10 加固梁抗剪极限承载力汇总 50 3.3 加固梁加固机理分析 51 3.4 体外钢丝绳预应力损失 52 3.5 本章小结 53 第4章 RC梁有限元理论 55 4.1 有限元理论概述 55 4.2 钢筋混凝土的非线性有限元分析 56 4.2.1 有限元分析原理 56 4.2.2 有限元应用软件 56 4.2.3 有限元法在RC梁分析中的应用 57 4.3 RC梁有限元分析的基本假设 58 4.3.1 模型的选择 58 4.3.2 单元的选择 59 4.3.3 材料的本构关系 60 4.3.4 非线性问题的求解方法 63 4.3.5 混凝土硬(强)化法则 66 4.3.6 Solid65单元的开裂行为 67 4.3.7 混凝土的破坏准则 68 4.4 本章小结 69 第5章 体外预应力钢丝绳抗剪加固RC梁仿真模型的建立方法 70 5.1 基本假设 70 5.2 模型相关参数 71 5.3 建立梁体模型 72 5.4 建立体外预应力钢丝绳模型 74 5.4.1 建立几何模型 74 5.4.2 施加预应力 75 5.5 混凝土裂缝及注胶模拟 75 5.5.1 混凝土裂缝模拟 75 5.5.2 混凝土注胶加固模拟 76 5.6 参数调整方法 76 5.7 划分网格及收敛控制 77 5.8 模型计算结果分析 77 5.9 模型有效性的验证 79 5.10 本章小结 81 第6章 设计参数对加固梁承载力的影响分析 82 6.1 模型的影响因素设计 82 6.2 有限元计算结果分析 83 6.2.1 混凝土强度对加固梁抗剪承载力的影响 83 6.2.2 纵筋配筋率对加固梁抗剪承载力的影响 86 6.2.3 配箍率对加固梁抗剪承载力的影响 87 6.2.4 体外预应力钢丝绳间距对加固梁抗剪承载力的影响 88 6.2.5 剪跨比对加固梁抗剪承载力的影响 89 6.2.6 体外预应力钢丝绳预应力对加固梁抗剪承载力的影响 90 6.2.7 损伤程度对加固梁抗剪承载力的影响 91 6.2.8 带载水平对加固梁抗剪承载力的影响 92 6.3 本章小结 92 第7章 损伤程度及带载水平有限元仿真模型设计 94 7.1 混凝土损伤概述 94 7.2 混凝土裂缝模型 95 7.2.1 分离式裂缝模型 95 7.2.2 弥散裂缝模型 96 7.2.3 线弹性断裂力学模型 97 7.2.4 非线性断裂力学模型 97 7.3 裂缝的仿真模拟方法 98 7.3.1 生死单元介绍 98 7.3.2 损伤裂缝模拟方法 99 7.4 RC梁带载仿真模拟 100 7.5 RC梁损伤及带载仿真模型设计 101 7.6 本章小结 102 第8章 遗传算法 103 8.1 遗传算法基本原理及特点 103 8.1.1 遗传算法的特点 103 8.1.2 遗传算法的数学原理 104 8.1.3 遗传算法的应用过程 105 8.2 建立模型 106 8.2.1 模型建立基本原理 106 8.2.2 程序建立步骤 107 8.3 本章小结 109 第9章 基于桁架-拱模型的体外预应力钢丝绳加固RC梁剪力计算方法 110 9.1 桁架-拱模型 110 9.1.1 桁架模型 110 9.1.2 拱模型 112 9.2 基本假定 113 9.3 确定模型因子和参数 114 9.3.1 钢丝绳强度发挥系数的确定 114 9.3.2 带载水平调整系数与损伤程度调整系数 115 9.4 算法验证 119 9.4.1 遗传算法结果的可靠性分析 119 9.4.2 遗传算法的实梁验证 119 9.5 本章小结 120 参考文献 121