钢筋混凝土连梁组合加固的力学分析
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第 ６卷 第 ４期
２ ０７ 正 ０
广 州 大学学 报 （ 自然科 学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｕｎｚｏ ｎ ｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｇｈｕＵ ｉ ｒ ｔ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｇ ｖ ｉ ｕ ｅ ｉ
图 １ 典 型 的 剪 力 墙 和 连 梁
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很 少见 到 ．本 文相 关作 者 进 行 了连 梁 加 固的实 验
起 的 内力 ．连 梁两 端 相 对 剪 切错 动 变 形 导 致 梁跨 内均 布的剪 力 ， 以 梁 跨 中点 为 反 弯 点 的线 性 变 及 化 的弯矩 内力 ．在 地 震 作 用 下 ， 梁 的 刚度 、 连 强度 及延性 对 整 个 结 构 体 系 的行 为 表 现 有 极 大 的影 响．局 部 连梁 的失 效 可 引起 结 构 的抗 侧 力 系统 的
Ｖｏ ． Ｎｏ ４ １６ ． Ａｕ ． ２ ７ ｇ ００
８月
文章 编 号 ：６ １ ２ ９ ２０ ）４０ ８ －４ １７ － ２ （０７ ０ － １ ４ ０ ０
钢 筋混 凝 土 连 梁 组 合 加 固的 力学 分 析
朱 勇 ，禹奇 才
（ 广州大学 土木工程学院 ，广东 广州 摘 ５００ ） １０ ６
要 ：介绍 了采用在连 梁两侧 用螺栓 固定钢板 的方法加 固连梁后 ， 钢板 与钢 筋混凝土连 梁组合协 同受力、 滑
移分析 ，建立 了考虑滑移效应的钢板与钢 筋混凝 土连 梁组合协同作用下截 面 内力 关 系表 达式及基 于 变形协调 的滑移位移 方程．结果表 明： 些方程是 建立理论模型 ， 定加 固后 连梁强度、 这 确 变形的基础 ．
与钢筋混 凝土 连梁组合协 同变 形 的变 形协调方
程 ， 方 程 是 建 立 理 论 模 型 ， 定 加 固后 连 梁 强 该 确 度 、 形 的物理 、 学基础 ． 变 力
收 稿 日期 ： ０ ６—１ ２０ ２—１ ０
基金项 目： 科技部重大基础研究前期 研究专项项 目（ ０４ Ｃ ０ ３０） 广州市科技攻关重大项 目（ ０４ １ ０ ５ ） ２０ Ｃ Ａ ３ ０ ； ２０ Ｚ 一Ｅ ０ １ 作者简介 ： 朱 勇 （ ９９一）， ， １６ 男 工学博 士， 主要从事土木工程结构抗震加 固、 工程结构力学分析研究．
关 键 词 ：连 梁 ； 固 ；滑 移 ；力 学 分析 加 中 图分 类 号 ： Ｕ ３ ２ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ
０ 研 究 背 景
在 高层建 筑 中 ， 力 墙 结 构 是 常用 的 主 要 抵 剪 抗水 平 载荷 （ 风和地 震荷 载 ） 的结 构 形 式 ．由 于建 筑形 式上 的 限 制 及 建 筑 使 用 功 能 上 的要 求 ， 往 往
能增加 构件 的 极 限 强 度 和延 性 ； 纤 维 复 合 材 料 但
在 剪力作 用 下 ， 别 是 在 动 荷 载 作 用 下 一 方 面 极 特 易从 粘结 的混 凝 土 表 面剥 离 ， 一 方 面 极 易 导 致 另
图 ２ 加 固连 梁
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的方法加 固连梁后 ， 钢板 与钢 筋混 凝土连梁组合 协 同受力 、 变形 分 析．推导 出考 虑滑 移效 应 的钢 板
的降低 ； 还有 建筑 物改 变 用途 ， 需要 增 加 结 构构 件 强 度 ， 有 这 些 因 素 ， 会 要 求 对 连 梁 进 行 加 固 所 都 处 理． 而 ， 然 目前 国 内外关 于 这 方面 的研 究报 道 还
整体失 效 ．
研究 ．研究 表 明 ， 固后 的连 梁 具 有 很 好 的 抗 加 震性 能 ， 不仅 强 度 增 加 、 形 能 力 增 强 ， 且 耗 能 变 而 性 提高 、 延性 性能 也 有 所 增 强 ．更重 要 的是 ， 固 加
后连梁的等效刚度几乎保持不变 ； 这对抗震非常
有利 ， 地震 作 用 下 ， 有 额 外 刚度 的增 加 ， 不 在 没 就
会产 生 附加 的 内力． 本文 介绍 了采 用在 连 梁 两侧 用 螺 栓 固定 钢 板
随着 经 济 、 会 的发 展 ， 过 去建 成 的 没有 考 社 在
虑抗震 设 计 或 由于 受 连 梁 截 面 氯 化 物 等 的 作 用 下 ， 筋强 度 的退 化 ； 钢 混凝 土 在 硅一 碱作 用 下 强度
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８ ２
广州 大学学 报 （ 自然科 学 版 ）
第 ６卷
１ 钢板 与钢 筋 混凝土 连 梁 的组合加
固
结构 构 件 的加 固 补 强通 常有 两 种 方法 ， 钢 用 板粘贴 或 螺栓连 接到 构件 的外 表 面或 用 纤维 复 合 增强材 料 （ Ｒ ） Ｆ Ｐ 粘贴 在 构 件 的受拉 面或 侧 面．固结 构 构 件 ，
需要 在墙 上 开 一 些 空 洞 ， 而形 成 两 个 或 多 个 相 从
连 的墙 片、连接相 邻 独 立 墙 片 问 的梁 常称 为 连 梁
（ 图 １ ．通过 连梁 连 接 的 两 个 或 多个 剪 力 墙 形 如 ） 成一 个偶 联 的 剪 力 墙 系 统 ， 侧 向力 作 用 下 该 系 在 统 能够形 成 一个 由竖 向 压 拉 轴 力 形 成 的力 偶 ， 从 而 能 比多 个 独 立 的 剪 弯 墙 抵 抗 大 得 多 的 侧 向 荷 载 ．连 梁 的受力 主要 来 自于 在侧 向力 作 用 下 剪 力 墙侧 移所 导致 的连 梁两 端相 对 剪 切 错动 变 形 所 引
第 ６卷 第 ４期
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Ｊｕｎｌ ｆ ｕｎｚｏ ｎ ｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｇｈｕＵ ｉ ｒ ｔ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｇ ｖ ｉ ｕ ｅ ｉ
图 １ 典 型 的 剪 力 墙 和 连 梁
Ｆ ｇ １ Ｔ ｐｃ ｈ ａ ａｌａ ｄ ｃ ｕ ｌ ｇ ｂ ａ ｉ． ｙ ｉ ａ ｓ ｅ ｒｗ ｎ ｏ ｐ ｉ ｅ ｍ ｌ ｌ ｎ
很 少见 到 ．本 文相 关作 者 进 行 了连 梁 加 固的实 验
起 的 内力 ．连 梁两 端 相 对 剪 切错 动 变 形 导 致 梁跨 内均 布的剪 力 ， 以 梁 跨 中点 为 反 弯 点 的线 性 变 及 化 的弯矩 内力 ．在 地 震 作 用 下 ， 梁 的 刚度 、 连 强度 及延性 对 整 个 结 构 体 系 的行 为 表 现 有 极 大 的影 响．局 部 连梁 的失 效 可 引起 结 构 的抗 侧 力 系统 的
Ｖｏ ． Ｎｏ ４ １６ ． Ａｕ ． ２ ７ ｇ ００
８月
文章 编 号 ：６ １ ２ ９ ２０ ）４０ ８ －４ １７ － ２ （０７ ０ － １ ４ ０ ０
钢 筋混 凝 土 连 梁 组 合 加 固的 力学 分 析
朱 勇 ，禹奇 才
（ 广州大学 土木工程学院 ，广东 广州 摘 ５００ ） １０ ６
要 ：介绍 了采用在连 梁两侧 用螺栓 固定钢板 的方法加 固连梁后 ， 钢板 与钢 筋混凝土连 梁组合协 同受力、 滑
移分析 ，建立 了考虑滑移效应的钢板与钢 筋混凝 土连 梁组合协同作用下截 面 内力 关 系表 达式及基 于 变形协调 的滑移位移 方程．结果表 明： 些方程是 建立理论模型 ， 定加 固后 连梁强度、 这 确 变形的基础 ．
与钢筋混 凝土 连梁组合协 同变 形 的变 形协调方
程 ， 方 程 是 建 立 理 论 模 型 ， 定 加 固后 连 梁 强 该 确 度 、 形 的物理 、 学基础 ． 变 力
收 稿 日期 ： ０ ６—１ ２０ ２—１ ０
基金项 目： 科技部重大基础研究前期 研究专项项 目（ ０４ Ｃ ０ ３０） 广州市科技攻关重大项 目（ ０４ １ ０ ５ ） ２０ Ｃ Ａ ３ ０ ； ２０ Ｚ 一Ｅ ０ １ 作者简介 ： 朱 勇 （ ９９一）， ， １６ 男 工学博 士， 主要从事土木工程结构抗震加 固、 工程结构力学分析研究．
关 键 词 ：连 梁 ； 固 ；滑 移 ；力 学 分析 加 中 图分 类 号 ： Ｕ ３ ２ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ
０ 研 究 背 景
在 高层建 筑 中 ， 力 墙 结 构 是 常用 的 主 要 抵 剪 抗水 平 载荷 （ 风和地 震荷 载 ） 的结 构 形 式 ．由 于建 筑形 式上 的 限 制 及 建 筑 使 用 功 能 上 的要 求 ， 往 往
能增加 构件 的 极 限 强 度 和延 性 ； 纤 维 复 合 材 料 但
在 剪力作 用 下 ， 别 是 在 动 荷 载 作 用 下 一 方 面 极 特 易从 粘结 的混 凝 土 表 面剥 离 ， 一 方 面 极 易 导 致 另
图 ２ 加 固连 梁
Ｆ ｇ ２ Ｓｒ ｎ ｔ ｅ ｅ ｏ ｐ ｉｇ ｂ ａ ｉ ． ｔ ｇ ｈ ｎ ｄ ｃ ｕ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ
的方法加 固连梁后 ， 钢板 与钢 筋混 凝土连梁组合 协 同受力 、 变形 分 析．推导 出考 虑滑 移效 应 的钢 板
的降低 ； 还有 建筑 物改 变 用途 ， 需要 增 加 结 构构 件 强 度 ， 有 这 些 因 素 ， 会 要 求 对 连 梁 进 行 加 固 所 都 处 理． 而 ， 然 目前 国 内外关 于 这 方面 的研 究报 道 还
整体失 效 ．
研究 ．研究 表 明 ， 固后 的连 梁 具 有 很 好 的 抗 加 震性 能 ， 不仅 强 度 增 加 、 形 能 力 增 强 ， 且 耗 能 变 而 性 提高 、 延性 性能 也 有 所 增 强 ．更重 要 的是 ， 固 加
后连梁的等效刚度几乎保持不变 ； 这对抗震非常
有利 ， 地震 作 用 下 ， 有 额 外 刚度 的增 加 ， 不 在 没 就
会产 生 附加 的 内力． 本文 介绍 了采 用在 连 梁 两侧 用 螺 栓 固定 钢 板
随着 经 济 、 会 的发 展 ， 过 去建 成 的 没有 考 社 在
虑抗震 设 计 或 由于 受 连 梁 截 面 氯 化 物 等 的 作 用 下 ， 筋强 度 的退 化 ； 钢 混凝 土 在 硅一 碱作 用 下 强度
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第 ６卷
１ 钢板 与钢 筋 混凝土 连 梁 的组合加
固
结构 构 件 的加 固 补 强通 常有 两 种 方法 ， 钢 用 板粘贴 或 螺栓连 接到 构件 的外 表 面或 用 纤维 复 合 增强材 料 （ Ｒ ） Ｆ Ｐ 粘贴 在 构 件 的受拉 面或 侧 面．固结 构 构 件 ，
需要 在墙 上 开 一 些 空 洞 ， 而形 成 两 个 或 多 个 相 从
连 的墙 片、连接相 邻 独 立 墙 片 问 的梁 常称 为 连 梁
（ 图 １ ．通过 连梁 连 接 的 两 个 或 多个 剪 力 墙 形 如 ） 成一 个偶 联 的 剪 力 墙 系 统 ， 侧 向力 作 用 下 该 系 在 统 能够形 成 一个 由竖 向 压 拉 轴 力 形 成 的力 偶 ， 从 而 能 比多 个 独 立 的 剪 弯 墙 抵 抗 大 得 多 的 侧 向 荷 载 ．连 梁 的受力 主要 来 自于 在侧 向力 作 用 下 剪 力 墙侧 移所 导致 的连 梁两 端相 对 剪 切 错动 变 形 所 引
