钢纤维自应力砼加固既有结构界面抗剪性能研究
Experimental Reach on Shear of Bonding Interface about Steel Fiber Self-stressing Concrete Reinforcement of Existing Structure
在对既有混凝土结构加固中,加固质量的好坏直接影响到结构的正常使用功能和安全性,同时也决定了巨额加固费用的经济效益和社会效益.新老混凝土结合体的薄弱部分依然是界面.影响新老混凝土界面力学性能的主要因素有:界面粗糙度、界面的打毛方式、采用的界面剂类型、加固材料类型以及配合比、外界温度变化、界面的抗渗情况和结构构造处理方式等.本文以辽宁省教育厅科研项目(L2010378)为研究背景,对钢纤维自应力混凝土加固既有结构界面抗剪性能进行了一系列的试验研究工作.在前人研究的基础上,进行了深入的试验研究.文中对试件的结构尺寸和配合比做了详细的阐述,试验加载和数据采集过程严格执行《混凝土结构试验方法标准》,在试验基础上进行了ANSYS软件数值模拟分析,并且将数值模拟结果与试验真实数据进行对比分析.主要工作内容如下:1、进行了6组新老混凝土结合体和1组老混凝土整体试件的剪切试验.比较了含有构造钢筋的钢纤维自应力混凝土、不含有构造钢筋的钢纤维自应力混凝土、含有构造钢筋的普通混凝土、不含有构造钢筋的普通混凝土,在界面采用人工凿毛条件下的四种状态下新老混凝土界面的抗剪性能.试验表明:钢纤维自应力混凝土在配合构造钢筋的作用下,有效提高了新老混凝土界面的抗剪性能.2、进行了界面在不同配筋率条件下的剪切试验,得出了不同配筋率条件下界面抗剪性能的影响规律.试验表明:随着界面配筋率的提高,界面法向自应力水平得到提高,与普通混凝土加固相比界面剪切应力最大值明显得到提高,裂缝初期的剪切位移和裂缝宽度也有所减小.3、通过对7组试件的剪切试验结果进行分析,新老混凝土界面抗剪强度提高的主要因素有:(1)钢纤维自应力混凝土作为新混凝土有效降低了沿界面方向的收缩变形.(2)构造钢筋对界面法向膨胀起到有效的约束作用,使新老混凝土界面产生法向预压应力.研究了7组试件的剪切应力-应变曲线和剪应力-裂缝宽度曲线,总结出试验经过未开裂-开裂过程-破坏等阶段的特点.4、通过试验结果与数值数值模拟结果的对比分析表明:钢纤维自应力混凝土结合构造钢筋有效提高了界面的剪切变形能力,基本消除了新老混凝土界面剪应力分布不均情况.5、提出了"界面强度削弱法",以实现新老混凝土界面有限元建模的数值模拟条件,试验结果和数值数值模拟结果吻合较好.
- 作者：
- 丁科翔
- 学位授予单位：
- 沈阳大学
- 专业名称：
- 岩土工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 胡铁明
- 中图分类号：
- TU37
- 关键词：
- 钢纤维自应力混凝土；既有结构；构造钢筋；界面抗剪性能；ANSYS
- steel fiber self-stressing concrete；existing structure；constructionalreinforcement；shear performance of the bonding interface；ANSYS