浅谈增设钢梁加固混凝土楼板的试验研究

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1、东南大学硕士学位论文增设钢梁加固混凝土楼板的试验研究姓名：王志刚申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：邱洪兴20070601中文摘要增设钢梁加固混凝土楼板的试验研究硕士研究生：王志刚导师：邱洪兴教授东南大学摘要在众多加固混凝土楼板的方法中，增设型钢梁凭借其可以大幅度提高板的承载力和简单的施工方法，从而被认为是混凝土板加固方法中最有效的技术之一。现有加固工程中，已经出现了增设钢梁与原混凝土板形成组合梁的应用，但在进行设计计算时，却很少考虑钢梁加固后混凝土板的内力重分布情况，也较少关注钢梁与混凝土板的共同工作效应，研究

2、落后于应用。本文主要研究了增设钢梁加固后的双向板在竖向均布荷载作用下的受力性能。主要包括以下内容：1、本文进行了2个试件在竖向均布荷载作用下的试验研究。分析了试件的破坏形态、荷载一挠度曲线、荷载一应变曲线、跨中位置处板面混凝土应变的横向分布等。主要得到以下结论：采用型钢梁加固钢筋混凝土双向板可以显著减小板的中心挠度，推迟板底裂缝的出现，从而提高板的开裂荷载和屈服荷载。经型钢梁加固后的板，其在极限状态下的塑性铰线分布形态与原型板有差异。随着型钢梁尺寸的变大，其所起支座作用逐渐明显；板内配筋是影响加固板承载力的一个重要因素

3、。在板内配筋和型钢梁尺寸的双重影响作用下，加固板的极限承载力可能以型钢梁屈服为准，也可以以板内钢筋屈服为准。2、针对四边简支的混凝土双向板经钢梁加固后，根据对称性可分解为两块三边简支，一边为弹性支承的板。在这种特定的边界条件下，选用单三角级数对楼板的基本微分方程进行求解，用Matlab软件编制程序，求解了板的变形和内力分布。3、用一具体算例来说明变形和内力分布规律，并针对加固工程中常用的宽翼缘H型钢系列，讨论了随着钢梁的刚度变化而引起加固板内力与变形相应也变化的规律。当钢梁刚度与板带刚度相比相对较小时，挠度最大值发生在

4、钢梁跨中处，钢梁跨中处的两方向弯矩也最大，板传递到梁上的荷载较小；当钢梁刚度与板带刚度相比相对较大时，挠度最大值发生在板内，钢梁上方的混凝土板承受负弯矩，板面开始受拉，板传递到梁上的荷载变大。两种极限情况分别是：当刚度为无穷大时，板的支承条件变为三边简支，一边固定；当刚度为无穷小时，相当于没有钢梁存在，仍然是四边简支板。4、建立三维有限元模型模拟钢梁加固后的混凝土板，通过用有限元工具^NSYS软件进行模拟，合理地确定了混凝土、钢筋、钢梁、钢板的应力一应变关系。提取荷载一挠度关系曲线、跨中处混凝土上表面应变横向分布曲线，

5、并将其与试验值得到的相应曲线进行对比。由于加固试验的两次成型这个特殊性，加之试验中采用的连接方式是螺栓连接后浇自密实混凝土，连接性能比采用结构胶稍差一些，挠度变形、承载力试验值均比有限元结果偏大。关键词：楼板加固单三角级数钢梁刚度有效宽度荷载传递有限元模拟塑性铰线英文摘要ExperimentalStudyonRCSlabsStrengthenedbysteelbeamGraduatestudent．-WangZhigangSupervisor：Prof．QiuHongxingSoutheastUniversityAbs

6、traetAmongthenumerousstrengtheningmethodsofconcreteslabs，becausereinforcement、Ⅳith酉rdersteelCallincreasebearingcapacitysignificantly,itisconsideredoneofthemostpowerfultechniquesforslrengtheningandrehabilitating．Atthepresenttime，compositebearns，formedbyconcretesl

7、abwithenhancinggirdersteelonitsbottom，hasbeenappliedintoreinforcementengineering．HoweveLmutualWOrkbehaviorsbetweenslabsand西rdersteelsarenotusuallyconsideredwhendoingreinforcementdesign．Obviously,thestudyfallsbehindapplications．InthisPaper，theresearchiSmainlyfocu

8、sedonthemechanicalbehaviorsofthetwo．wayslabstrengthenedbygirdersteelunderverticalunif01-1nloads．Themaincontentisf0110wing：Withboltconnectinggirdersteeltoconcreteslaba