梁側錨固鋼板法加固混凝土梁的非線性有限元分析

吳振麗， 陸洲導， 李凌志， 張佳旭

(同濟大學 土木工程學院, 上海 200092)

對現有建筑功能的多樣化需求，導致結構布置改變或者出現超載，從而需對其進行加固處理.對于鋼筋混凝土梁而言，常用加固方法有采用混凝土或其他水泥基材料增大截面[1-2]、黏鋼[3]或黏碳纖維加固[4-5]等.大量研究表明黏鋼和黏碳纖維[3,6-7]能顯著提高梁的抗彎承載力和延性，但是在剪應力作用下由于錨固不足容易發生剝離破壞.梁側錨固鋼板法[8](簡稱BSP法)是通過錨栓將鋼板固定在梁側面從而使其達到加固的技術.Barnes等人[9]對“強彎弱剪”梁分別在其梁側采用黏鋼法和BSP法進行加固，對比發現兩者均能顯著提高梁承載力，但是黏鋼法加固效果低于BSP法，主要原因為黏貼鋼板端部錨固不足，在剪應力作用下發生了剝離.

國內外學者對BSP梁的受力性能進行了一系列的研究[10-21]，發現由于螺栓的剪切變形，鋼板與混凝土間存在縱向和橫向相對滑移，其量值由鋼板與混凝土梁的剛度比及螺栓的滑移響應決定[14-16].由于相對滑移的存在，BSP梁抗彎剛度降低、延性變大，而受彎承載力基本上保持不變[17-18].而由于BSP梁受剪時，主斜裂縫接近梁端部，鋼板端部螺栓數量不足將使螺栓發生較大滑移甚至鋼板端錨失效，導致受剪承載力嚴重降低，甚至受剪破壞模式的轉變[19-21],因此在數值分析中必須考慮錨栓滑移效應.

目前對BSP梁受剪性能的研究基本為試驗研究，但由于進行試驗所需成本較高，且受到試驗……