鋼筋混凝土結構發(fā)揮了鋼筋和混凝土的優(yōu)點(diǎn)�；炷�土材料的抗壓強度高，而抗拉強度卻很低；鋼材抗拉強度和抗壓強度都很高。鋼筋混凝土結構具有就地取材、耐久性好、適應性強等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是自重大、施工季節性影響大等。影響鋼筋混凝土結構耐久性的一個(gè)重要原因是混凝土開(kāi)裂引起的鋼筋銹蝕，而針對該種病害的處理方法之一是粘貼鋼板，提高鋼筋混凝土的強度和剛度，改善鋼筋混凝土的工作性能，基于A(yíng)NSYS研究粘鋼加固對鋼筋混凝土矩形梁強度和剛度的影響。
1 有限元模型建立
1．1 模型建立的方式通常鋼筋混凝土結構的有限元模型主要有三種方式：整體式、分離式和組合式模型，利用ANSYS分析主要采用分離式和整體式兩種模型。分離式模型把鋼筋和混凝土作為不用的單元來(lái)處理，混凝土采用8節點(diǎn)三維非線(xiàn)性實(shí)體單元SOLID65，鋼筋采用LINK8桿單元或PIPE20管單元。整體式模型也稱(chēng)彌散鋼筋模型，即將鋼筋連續均勻分布于整個(gè)單元中，它綜合了混凝土與鋼筋對剛度貢獻，其單元僅為SOLID65，通過(guò)參數設定鋼筋分布情況。分離式模型能夠考慮鋼筋和混凝土之間的黏結和滑移，整體式模型不能考慮鋼筋和混凝土之間的黏結和滑移，將混凝土和鋼筋之間黏結看作剛性連接。從建模的過(guò)程來(lái)講，分離式模型采用多種單元，建立模型過(guò)程復雜，當鋼筋較多分布復雜時(shí)，計算收斂困難；整體式模型采用一種單元，通過(guò)參數設定反映鋼筋對結構的貢獻，建立模型過(guò)程簡(jiǎn)單，易于收斂，但是計算結果與實(shí)際情況存在差異。針對鋼筋混凝土結構的分析可以采用整體式模型，降低建模的復雜性，提高計算效率，并且其結果能夠滿(mǎn)足精度要求；針對單個(gè)構件，進(jìn)行構件受力全過(guò)程精確分析時(shí)，可以采用分離式模型，以便數值分析結果和試驗結果的分析比較。
1．2 材料的本構關(guān)系
(1)混凝土的本構關(guān)系混凝土的本構關(guān)系表達混凝土的應力一應變關(guān)系，混凝土本構關(guān)系理論包括線(xiàn)彈性理論、非線(xiàn)性彈性理論、彈塑性理論等，應根據數值分析的特點(diǎn)，選擇合適的本構模型。本文中混凝土單軸應力一應變關(guān)系上升段采用GB 50010—2002規定公式，下降段則采用H0ngnestad的處理方法，，即當8 80時(shí)按照規范計算和規定分別取F／,=2， 。=0．002，8 =0．003 3，上述曲線(xiàn)采用數據擬合得出，采用多線(xiàn)性等向強化模型MISO模擬。(2)鋼筋及加固用鋼板的本構關(guān)系
鋼筋及鋼板的屈服強度 =300 MPa，彈性模量E =2．0×105 MPa，泊松比 =0．3。 ．
1．3 收斂控制鋼筋混凝土結構分析的最大困難在于計算的收斂。當結構接近于破壞時(shí)，出現不收斂，這屬于正常不收斂，但是當荷載較小時(shí)就出現不收斂現象，這是非正常不收斂。通過(guò)以下方式可以幫助解決非正常不收斂問(wèn)題：
(1)滿(mǎn)足計算精度要求的情況下盡量采用整體式模型，提高收斂性；
(2)單元尺寸過(guò)小，容易引起應力集中，造成早期開(kāi)裂，盡量吧單元尺寸控制在不小50衄，尤其是在可能出現應力集中的部位應當控制網(wǎng)格密度。
(3)根據收斂過(guò)程追蹤圖調整子步數。
(4)當收斂困難時(shí)，可是適當調整收斂準則和收斂精度，但是改變收斂精度不能徹底解決收斂問(wèn)題，所以改變收斂精度應當謹慎。
(5)不考慮混凝土壓碎，計算易于收斂。一般結構中采用的鋼筋混凝土構件均為適筋梁，所以可以在計算中關(guān)閉混凝土壓碎選項。
(6)加載點(diǎn)和支撐處盡量避免采用點(diǎn)荷載和點(diǎn)約束，盡量采用面荷載和面約束，避免應力集中造成收斂困難。
2 實(shí)例分析矩形鋼筋混凝土矩形梁截面高度300 mm，寬度200 mm，矩形梁長(cháng)度為2 800 mm，計算跨徑為2 600 mm。鋼筋混凝土梁配筋為少筋梁，受力鋼筋采用2qf12鋼筋，架立鋼筋采用2‘P6鋼筋，箍筋采用‘P6鋼筋，縱向間距為100 mm，矩形梁橫斷面見(jiàn)圖1�；炷�土強度等級為c∞。加固用鋼板采用寬度為130 mm，厚度為4 mm的鋼板，鋼板長(cháng)度為1 800 mill。根據算例中鋼筋混凝土矩形梁尺寸，建立有限元模型進(jìn)行計算，由圖2中荷載一位移曲線(xiàn)可知加載過(guò)程為非線(xiàn)性過(guò)程，粘鋼加固鋼筋混凝土矩形梁極限承載能力為105．5 kN，而未加固鋼筋混凝土矩形梁極限承載能力為76．3 kN，提高38．2％。極限荷載作用下梁的豎向變形為一21．0 mm，底緣
圖1  圖2


縱向鋼筋應力為235 MPa，上緣縱向鋼筋應力為一235 MPa，
見(jiàn)圖3；底緣粘貼鋼板MISES應力為235 MPa，見(jiàn)圖4。
到分散隔離作用。為保證混凝土混合料的攪拌質(zhì)量，采用先干后濕的拌和工藝。鋼纖維與水泥、粗細骨料和砂先干拌不得少于1 min，在拌和時(shí)鋼纖維分三次~JnJ,gt和機中，最后加水濕拌35 s，總攪拌時(shí)間不超過(guò)6 min，超攪拌會(huì )引起鋼纖維結團。一旦發(fā)現有鋼纖維結團，就必須剔除掉；有銹蝕、易結塊的鋼纖維不得使用，以防止因此而影響混凝土的質(zhì)量。
(7)混凝土的振搗，混凝土灌注時(shí)分兩次灌入，首次混凝土灌至第二排錨墊板頂部，取出活動(dòng)木板，將震動(dòng)棒插入振搗，待振搗密實(shí)后，封死木板，灌注上部混凝土，再從頂部插入震動(dòng)棒，將混凝土振搗密實(shí)。
(8)24 h后拆除模板，薄膜覆蓋7 d，灑水養生14 d。
(9)在錨墊板上安裝錨環(huán)上夾片。3．3 環(huán)氧樹(shù)脂砂漿的局部補強施工
(1)鑿出錨墊板并鑿除有空洞的混凝土，直至鑿到密實(shí)堅硬的混凝土為止，形狀為楔形，大小應以錨具安裝后與周邊混凝土至少有3 cm間距為準，以保證環(huán)氧樹(shù)脂砂漿的飽滿(mǎn)密實(shí)，增加錨固效果，期間應注意對外露波紋管的保護，不得破壞波紋管。
(2)然后用壓縮空氣吹出里面的粉塵及混凝土塊，并用毛巾仔細清理，晾干，注意切記不能用水清洗，以免潮濕影響環(huán)氧樹(shù)脂錨固性能。
(3)接長(cháng)波紋管，長(cháng)度以露出錨墊板為準，注意接頭處一定要緊密，并用膠帶裹好，防止環(huán)氧樹(shù)脂砂漿漏人。
(4)安裝錨墊板，先將錨墊板反釘在模板上(注意要堵塞注漿孔)，模板上切割一個(gè)10×10 eli!的方口，以方便鋼絞線(xiàn)穿出，將錨墊板裝人錨孔并調整好位置，使錨墊板與相鄰錨墊板處在同一平面，與鋼絞線(xiàn)垂直，并保證與四周混凝土間距在3 cm左右，同時(shí)固定模板，模板與混凝土之間的間隙要用雙面膠填塞好。
(5)配制環(huán)氧樹(shù)脂砂漿，配制量以錨孔體積為準，配合
比如下(質(zhì)量比)
環(huán)氧樹(shù)脂：1．0
二丁脂：0．1
乙二胺：O．12
水泥：砂(1：3)3．5
摻入順序為：環(huán)氧樹(shù)脂一二丁脂一水泥砂一乙二胺配制時(shí)應攪拌均勻，黃砂應炒干，水泥標號應為42．5以上，配制時(shí)由于氣溫低，樹(shù)脂粘稠必須用水浴加熱至80度液化，但在摻人乙二胺前一定要冷卻以后，否則由于樹(shù)脂溫度過(guò)高，與乙二胺反應迅速硬化，無(wú)法施工。
(6)灌注砂漿，灌注時(shí)采用小口勺子或漏斗緩慢從模板上口灌入，切記不能過(guò)快，以免堵塞灌注孔里面氣體無(wú)法排出形成空洞。灌注完成后在錨墊板后及時(shí)插入數根10 em左右的鋼筋頭，以增加密實(shí)度及抗壓強度。
(7)24 h后拆除模板，在錨墊板上安裝30 into鋼板，安裝錨環(huán)上夾片。
4 結束語(yǔ)
在對橋錨后混凝土進(jìn)行處理后，我們順利進(jìn)行了預應力張拉作業(yè)，沒(méi)出現任何質(zhì)量事故，應該說(shuō)，處理方案是正確的。但在此次質(zhì)量事故中，要痛定思痛，深刻吸取此次事故的經(jīng)驗教訓，在以后的施工中，緊抓每一道施工工序，將質(zhì)量隱患消除，才是最好的處理方案。
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圖3圖4
3 結論
通過(guò)鋼筋混凝土梁的加載非線(xiàn)性過(guò)程分析可知，粘鋼加固鋼筋混凝土矩形梁加載過(guò)程荷載一位移曲線(xiàn)表現為非線(xiàn)性過(guò)程，加固后矩形梁強度及剛度顯著(zhù)提高，結構破壞表現為延性破壞，具有較高的安全儲備。
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