粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能有限元分析

（总第１００期）　２００６年第４期　福　建　建　筑　

Ｆｕｉｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｖ０ｌ・ｌ０ｏ　Ｎｏ４・２ｏｏ６　

基于ＡＮＳＹＳ的钢筋混凝土梁粘钢加固仿真分析　

洪芳吴兰鹰贺广零　

（北京科技大学应用学院数力系）　

摘要：根据粘钢加固钢筋混凝土梁各种组成材料的布置特点，分别选用整体式和分离式模型，建立了粘钢加固梁的有限元模型，　

并用ＡＮＳＹＳ软件对在对称集中静载作用下的变形、应力、应变及极限荷载进行了仿真分析。并在此过程中，总结有限元仿真模拟　

的体会，为后续的仿真软件编制提供意见和建议。　

关键词：加固　ＡＮＳＹＳ有限元模型仿真分析　

中图分类号：ＴＵ３１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—６１３５（２００６）０４—００３３—０３　

Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ　ＲＣ　Ｂｅａｍｓ　Ｕｓｉｎｇ　Ｅｘｔｅｒｎａｌ　Ｂｏｎｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｔｅｓ　Ｗｉｔｈ　ＡＮＳＹＳ　

ＨＯＮＧ　Ｆａｎｇ，ＷＵ　Ｌａｎ—ｙｉｎｇ，ＨＥ　Ｇｕａｎｇ—ｌｉｎｇ　

（Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｙｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ—ｂｏｎｄｅｄ　ＲＣ　ｂｅａｍ，ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅｌｓ　ａｌｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｗｏ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｍｅ￣ｏｄｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，　ｓｔｒｅｓｓ。ｓｔｒａｉｎ　ａｎｄ　ｕｌｔｉｍａｔｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃａｌ　ｌｏａｄ　ａｙｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ’ｖｉ山ＡＮＳＹＳ　ｐｒｏｇｒａｍ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｏ—　

ｐｉｎｉｏｎ　ａｎｄ　ａｄｖｉｃｅ　ａｌｅ　ｓｕｍ　ｕｐ　ａｎｄ　ｏｆｆｅｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ．　

长江大学学报（自然科学版）　２ＯＯ８年１２月第５卷第４期：理工　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ　Ｓｃｉ　Ｅｄｉｔ）Ｄｅｃ．２００８．Ｖｏ１．５　Ｎｏ．４：Ｓｃｉ＆Ｅｎｇ　・　３７５・　

对称粘钢加固钢筋混凝土梁的短期刚度与挠度研究　

钟　伟，卢海林　（长江大学城市建设学院，湖北荆州４３４０２３）　

［摘要］在混凝土加固规范基础上讨论了对称粘钢加固钢筋混凝土筒支粱极限弯矩公式和刚度公式。计算　了粘钢加固钢筋混凝土粱的挠度并对粘钢加固钢筋混凝土梁建立钢筋混凝土粘结钢筋、钢板结构有限元　模型以模拟挠度，验证挠度误差。　［关键词］粘钢加固；钢筋混凝土粱；刚度；有限元　［中图分类号］ＴＵ３７８．１　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１６７３—１４０９（２００８）０４一Ｎ３７５—０３　

粘钢加固法是最近十几年发展起来的一种可以保持原有结构体系不变的情况下，增大构件承载力、　控制挠度的一种方法。但目前混凝土加固规范［】　并不十分成熟，因为粘钢试验造价比较昂贵，施工过程　

复杂，所以缺乏相关数据，尤其是在加固钢筋混凝土梁拉、压区配筋量相等时受压区相对高度　≈０时　

没给出其规范的极限弯矩计算公式。为此，笔者在规范的基础上分别对受拉钢筋、钢板讨论，得出粘钢　

加固钢筋混凝土梁的极限弯矩公式，对梁的短期刚度公式［２　中ｈ　的取值做了探讨，计算了挠度，并用　有限元结构分析软件建立模型，用于比较理论公式和软件计算挠度的相对误差。　

１　对称粘钢加固混凝土受弯构件弯矩、刚度及挠度计算　

１．１粘钢加固梁一次受力对称配筋受弯正截面承载力的计算公式　按规范中［】］，混凝土受压区高度等效矩形应力图形计算：　

一Ａ　厂妒＋Ａ　厂，一Ａ　厂　—Ａ　一　，１、　ａｌ　６　式中，Ａ　、Ａ妒为梁受拉主筋及钢板的截面面积；Ａ　Ａ　为梁受压主筋及钢板的截面面积；　、厶为梁主　

筋及钢板的屈服强度标准值；　为混凝土抗压强度标准值；ａ　应力图形系数取１．０；ｂ梁的截面宽度。　

第３６卷第５期　２０１０年１０月　四川建筑科学研究　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　８５　

型钢加固钢筋混凝：上梁的二次受力抗弯试验研究　

郭　波　，陈德润　

（１．孝感学院城市建设学院，湖北孝感４３２０００；　２．中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆一４０００１３）　

摘要：对２根未加固直接加载的钢筋混凝土梁和４根粘结型钢加固二次受力的钢筋混凝土梁进行静载试验研究，在承载力、　

挠度及裂缝开展等方面进行了综合比较和分析，得出了加固型钢对受拉混凝土有一定的约束，改善了混凝土的抗拉性能，不　

仅提高了钢筋混凝土梁的极限抗弯承载力，而且还提高了梁的刚度。　

关键词：型钢加固；组合构件；二次受力　

中图分类号：ＴＵ３７５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—１９３３（２０１０）０５—０８５—０３　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｅａｍ　

ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｈａｐｅｄ－ｓｔｅｅｌ　ｕｎｄｅｒ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｌｏａｄ　

ＧＵ０　Ｂｏ　．ＣＨＥＮ　ＤｃｒａＢ　

（１．Ｕｒｂａｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｘｉａｏｇａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｏｇａｎ　４３２０００，Ｃｈｉｎａ；　

２．ＣＩＳＤＩ　Ｅｎ￣ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００１３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｂｅｈａ￣ｏｒ，ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｒａｃｋｉｎｇ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｓｈａｐｅｄ—ｓｔｅｅｌ　ｔｏ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　

ｂｅａｍ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　６　ｂｅａｍｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　２　ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｂｅａｍｓ　ｎｏｔ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ，４　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｏｎｅｓ　ｂｅａｒｉｎｇ　

张大治等：抗弯构件粘钢加固安全度分析　６１　

抗弯构件粘钢加固安全度分析　

张大治　，张振明　（１．黑龙江省寒地建筑科学研究院。　哈尔滨１　５００８０；　２．哈尔滨市民企建筑工程公司，　哈尔滨１　５０ｏ０８）　

【摘要】通过某办公楼钢筋混凝土梁粘钢加固工程为例，对加固方案设计、加固施工效果进行安全度评　价，分析影响因素并对混凝土梁粘钢加固可靠性指标进行量化比对，使加固设计方案评价更趋于科学，归纳总结　

了一套比较完整的评价方法。　【关键词】　粘钢；安全度；抗力衰减；可靠指标　【中图分类号】Ｔ－Ｕ７４６．３　【文献标识码】　Ｂ　【文章编号】　１００１－６８６４（２０１０）０６—００６１—０２　

建筑结构加固方案的安全度受功能、经济、技术、　

场地等因素制约，本文仅以理想化的操作环境作为前　

提，即：不考虑施工质量问题、施工外部环境问题等因　

素，分析混凝土梁采用粘贴钢板的方式在钢板厚度不　

变的情况下按照不同使用年限所得出的安全度评析。　

某大学教学楼，始建于上世纪５Ｏ年代，该楼为四　

层砖混结构，东西向布置，平面形状为“凹”字形，由于　

原始设计及修复设计均未考虑抗震设防，以及长时间　

服役，大大降低了建筑结构的可靠性和耐久性，由于其　特定历史时期的建筑须在一定时期内加以保留，重新　

对其进行装修改造，为策安全，委托质量检测部门对其　

进行全面质量检测，对房屋结构的安全性做出综合评　

价，提出合理建议。　

现以三层楼面Ｃ／１３—１４轴一钢筋混凝土三跨等　

截面连续梁为例，验算其承载力是否满足目标使用期　

内的使用要求。　

根据委托方提出的改造装修方案以及建筑结构　

原有的部分图纸，经现场调查发现，改造前后建筑结构　

的荷载变化较大，加固前楼板为２０ｒａｍ厚水泥砂浆面　

层，１２０ｍｍ厚现浇钢筋混凝土板，２０ｒａｍ厚板底抹灰砂　

浆，改造后采用水磨石地板砖，二楼大厅增加一档案　

室。经测算新加档案室部位建筑结构的部分构件不能　

满足结构使用要求，须进行加固措施。本工程采用粘