侧向钢板加固钢筋混凝土连梁的抗剪强度

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1、第25卷第4期华中科技大学学报(城市科学版)Vo1．25NO．42008年12月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Dec．2008侧向钢板加固钢筋混凝土连梁的抗剪强度朱勇，周云(广州大学土木工程学院，广东广州510006)摘要：钢筋混凝土连梁是剪力墙结构中的一个重要构件。许多因素都可能要求对结构中连梁进行加固处理。本文研究了在钢筋混凝土连梁两侧用螺栓固定钢板加固连梁后，对连梁的强度计算分析。运用混合分析方法和滑移应变的概念，得出了钢板与钢筋混凝土连梁截面间纵向和横向相对滑移位移表达式；以该相对滑移量为变量的加固后连梁的钢板截面与

2、钢筋混凝土梁截面的内力表达式。由螺栓连接组的剪力一滑移关系、混凝土的抗压强度、极限压应变和钢板截面的应变分布，根据平衡条件得出加固后连梁的抗剪强度。关键词：连梁；加固；钢板；滑移；强度中图分类号：TU375．1文献标识码：A文章编号：1672—7037(2008)04-0115—04剪力墙结构是高层建筑中常用的主要抵抗水加固后的连梁具有很好的抗震性能，不仅强度增平载荷(风和地震荷载)的结构形式。连接相邻加、变形能力增强，而且耗能性提高、延性性能独立墙片间的梁常称为连梁。在地震作用下，连也有所增强。更重要的是，加固后连梁的等效刚梁的刚度、强度及延性对整个结

3、构体系的行为表度几乎保持不变；这对抗震非常有利，在地震作现有极大的影响J。局部连梁的失效可引起结构用下，没有额外刚度的增加，就不会产生附加的的抗侧力系统的整体失效【2】。随着科学技术及经内力。实验研究表明，该加固连梁在外荷载作用济、社会的发展，在过去建成的没有考虑抗震设下，混凝土梁和钢板间的组合作用，不同于一般计或由过时规范设计的连梁；以及由于时间因素、普通的在受拉面上用钢板加固的框架梁的组钢筋强度的退化、混凝土强度的降低、建筑物用合作用。边界约束上，框架梁一般简化为两端简途的改变、需要增加结构构件强度和新的安全要支，而连梁两端具有相同转角及相对侧移位移

4、；求等，都会要求对连梁进行加固处理。外力作用下钢板和梁间的滑移关系上，框架梁只本文介绍了在中等程度跨高比连梁两侧采用在纵向有相对滑移，连梁不仅在纵向有相对滑移螺栓固定钢板的方法加固后，连梁的抗剪强度的而且在横向亦有相对滑移。在确定加固连梁的抗计算方法。基于推导出的、考虑滑移效应的、钢剪强度时，要充分考虑加固连梁本身的变形、受板与钢筋混凝土连梁组合协同变形的、变形协调力特点。方程，由材料本构性质，根据平衡条件，确定加固后连梁的强度。该计算方法，可为应用工程师2组合加固的变形协调条件对连梁加固的强度设计和螺栓连接设计，提供理论依据。对连梁组合加固的力学分析【

5、6】时，假定钢板和混凝土处于弹性状态，而连接螺栓在全荷载作1连梁两侧用螺栓连接钢板加固用下处于理想塑性状态。OehlersandSved171的研究表明这种假定来模拟组合梁的结构行为是合理连梁加固的实验研究见文献【3】，加固中用两的，可行的。在侧向力作用下，连梁内力为以中块钢板在两端用螺栓连接到连梁的两侧面，且螺点为反弯点、沿梁跨度线性分布的弯曲内力，及栓连接位置处在连梁两端的剪力墙上。研究表明，均布的剪力作用。图1显示了在外力作用下的加收稿日期：2008—05—15作者简介：朱勇(1969．)，湖北随州人，副教授，博士，研究方向为结构抗震加固及结构非线

6、性分析，glenyzhu@hotmm1．com。基金项目：广州大学减震控制与结构安全开放实验室基金。华中科技大学学报(城市科学版)2008年固连梁的变形图及弯矩内力分布，s和sL分别为竖L／2，：(3)横向和纵向的滑移位移。由于钢板和混凝土连梁L／2间的滑移作用，所以同一位置处钢板截面和混凝2．2滑移位移关系土连梁截面的弯曲曲率不一致。定义作用在厚度由内力方程和弯曲挠度曲率关系，积分及边为2tp等效钢板截面中性轴上的弯矩为Mp，而作界条件可得钢板和混凝土梁横向滑移位移和纵用在混凝土连梁截面中性轴上的弯矩为c，作向滑移位移Sl方程为：用在梁．墙节点的外力弯

7、矩为^：刚2，L是连梁跨度。由于加固连梁的内力和变形都是反对称(詈一一]的，所以以跨中截面的中心点作为坐标原点建立坐标系。推导出的内力方程及钢板与混凝土梁间式中，和k为方程(1)和(2)中等式右端不的滑移位移关系如下：包括X的项。在梁一墙节点处最大的横向滑移为：一丢(一两kp]㈣一(6)一任意截面处纵向滑移位移表达式为：max2tn,F面c网一图1加固连梁变形及内力2．1内力关系一AICmaxhemax[¨]∽当考虑纵向和横向滑移效应时，混凝土梁截面和钢板截面的应变和间有滑移应变在梁一墙节点处最大的纵向滑移为：，ds／dx产生，所以混凝土梁截面和钢板截面

8、形变曲率和不一致。由曲率和内力的关系及截一=一—一一下(I+1]／J面内力平衡条