钢板混凝土界面正应力分析-水工程结构缺陷加固技术

以粘贴钢板为研究对象，采用图5.4所示的基本结构，X1、X2、X3、X4、X5、X6为未知力，悬臂长度6L，以跨中为固定支座，则该结构成为悬臂结构。对该结构分3种工况进行计算。

图5.4　基本结构

（1）工况1。钢板受均布弯矩m的作用并在梁自由端受到集中弯矩m0L的作用（图5.5），X1、X2、X3、X4、X5、X6为混凝土作用于钢板上的反力，控制条件为钢板梁在1、2、3、4、5、6这6个点竖向位移为零。经计算可得：

X1=-(1.2679m0+m)

X2=1.6077m0

X3=-0.4308m0

X4=0.1155m0

X5=-0.0311m0

X6=0.0089m0

设1点、2点间为均布荷载q，使q和X1在点1产生相对于点2的相同位移，则端部均布反力q为2.67X1/L，q=-（3.39m0+2.67m）/L。

图5.5　均布弯矩m及集中弯矩m0L

（2）工况2。钢板受三角形分布弯矩的作用（图5.6），X1、X2、X3、X4、X5、X6为混凝土作用于钢板上的反力，控制条件为钢板在1、2、3、4、5、6这6个点竖向位移为零。经计算可得：(www.xing528.com)

X1=-0.0151mΔ

X2=-0.0197mΔ

X3=-0.0413mΔ

X4=-0.0150mΔ

X5=-0.0387mΔ

X6=-0.0204mΔ

同理，钢板端部均布反力：q=-0.04mΔ/L。

图5.6　三角形分布弯矩

（3）工况3。抗弯加固的钢板梁受混凝土的作用，其端部相对于跨中（即固定端）发生向上错动量α（6L）。设反力呈三角形线性分布荷载（图5.7）。

这三个工况组合起来可以解决当钢板与混凝土之间胶结剪应力直线分布时的许多问题。

图5.7　挠度引发的反力