1. 研究目的与意义
该课题主要研究高强钢丝绳约束混凝土的力学性能,高强钢丝绳约束
混凝土在桥墩、立柱加固与新建领域具有广阔的前景,因此,研究高强钢丝绳约束混凝土的力学性能特点,准确提出高强钢丝绳约束混凝土的承载力等计算方法具有基础性作用。主要包括以下内容:高强钢丝绳约束混凝土柱试验数据的收集与处理,对国内外公开发表的高强钢丝绳约束混凝土柱试验数据进行整理:对高强钢丝绳约束混凝土的力学机理进行详细分析,对缠绕不同间距、不同直径钢丝绳的试验结果进行归纳,研究其承载力、强度、变形能力以及破坏的发展形态,研究钢丝绳参数(间距、直径)对其力学性能的影响;借鉴既有约束混凝土的计算理论,结合自身收集的数据及分析结果,提出高强钢丝绳约束混凝土的计算方法。
2. 国内外研究现状分析
国外:在三轴受压情况下混凝土的强度和延性都有非常大的提高,richart等人对混凝土圆柱体进行三轴受压试验,为受侧向压力约束的沿轴向加载到破坏的混凝土圆柱体的强度找到了以下关系。
bertoro和felippa在混凝土棱柱体的试验表明环形螺旋筋比矩形或方形箍筋更能有效的约束混凝土,环形螺旋筋由于它的开头而处于环向轴心受拉状态,并形成沿圆周的连续约束压力。然而,方形箍筋通常只能在其拐角附近产生约束及作用。原因是混凝土对箍筋直边的压力会使箍筋的直边向外弯曲。因此混凝土横截面的相当一部分是不受约束的。由于两个拐角之间的内部拱作用,混凝土只是在拐角处和截面的中心区域受到有效的约束。
iyengar等人对三组受环形螺旋筋约束的混凝土圆柱体进行试验,试验表明各组混凝土的无约束强度虽各不相同,但强度和延性随约束钢筋含量而增加的现象都很显著
3. 研究的基本内容与计划
本文主要研究绕丝法约束加固混凝土柱的力学性能,通过10个缠绕不同间距钢丝绳的混凝土柱试件的轴心受压试验,研究其承载力、强度、变形能力以及破坏的发展形态,并与普通混凝土对比,研究钢丝绳用量(不同间距)对其力学性能的影响,为绕丝加固技术应用于实际工程提供理论依据。
(1)未加固混凝土柱的轴压试验研究
通过未加固混凝土柱的轴压试验,熟悉混凝土柱的试验方法、试验数据的采集、分析与处理,根据试验数据画出轴向荷载-位移曲线、应力-应变关系曲线,得到峰值荷载、峰值应变、等关键数值。
4. 研究创新点
钢筋混凝土结构常用的加固方法有很多,但是各自存在不少的缺点。
本文的研究内容为绕丝加固法,它是一种有别于以往的肥梁胖柱式的加固方法, 是比较先进的加固技术, 施工方便, 经济效果好。
绕丝加固法不仅可以明显提高柱的承载能力, 大大增加变形能力, 甚至能改变混凝土脆性破坏的性质,而且自重增加小、加固后的外形尺寸变化不大、基本不改变构件的动力特性,对建筑功能影响小且施工方便,充分发挥原构件强度的优点,非常适用于实际, 因此, 具有很广阔的推广应用前景。
