FRP加固鋼筋混凝土框架節(jié)點的抗震性能研究.pdf

1、非延性鋼筋混凝土框架是指未進(jìn)行抗震設(shè)計,僅承擔(dān)豎向荷載和水平風(fēng)荷載,或由于抗震設(shè)計規(guī)范的修訂而不滿足目前抗震要求的既有框架結(jié)構(gòu)。近年來,多次地震災(zāi)害結(jié)果表明非延性鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中框架節(jié)點失效往往引起結(jié)構(gòu)的局部乃至整體倒塌,造成大量的人身傷亡及財產(chǎn)損失。因此,急需對現(xiàn)役大量非延性鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點進(jìn)行抗震加固。近二十年來,纖維增強復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)由于其輕質(zhì)、高強和便于施工的優(yōu)

2、點,已在混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中存在大量中節(jié)點,由于樓板及正交梁的影響,導(dǎo)致該類節(jié)點的加固方法較復(fù)雜且較難以實現(xiàn)。目前,對FRP加固鋼筋混凝土框架節(jié)點的研究多針對未考慮樓板及正交梁的縮尺平面梁柱節(jié)點,而這類節(jié)點并不能真實反映實際框架結(jié)構(gòu)節(jié)點的抗震性能。因此,本文對采用不同F(xiàn)RP加固方式的帶樓板及正交梁的足尺鋼筋混凝土框架中節(jié)點進(jìn)行了擬靜力試驗研究及精細(xì)化有限元模擬分析。主要工作內(nèi)容如下:
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3、1)通過4個帶有樓板及正交梁的足尺鋼筋混凝土框架中節(jié)點的擬靜力試驗,著重考察了樓板、正交梁及不同F(xiàn)RP加固方式對其抗震性能的影響。結(jié)果表明:由于樓板的存在,導(dǎo)致梁抗彎剛度有較大提升,未加固試件發(fā)生上柱塑性鉸區(qū)屈服破壞;正交梁對節(jié)點核心區(qū)有較強的約束效果,很好地限制了裂縫的擴展;不同F(xiàn)RP加固方式對節(jié)點耗能及延性都有較大提升,但差別不大,其中以FRP只加固節(jié)點區(qū)上、下柱端塑性鉸區(qū)效果較好,節(jié)點梁端塑性鉸區(qū)下部先發(fā)生破壞。
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4、利用歸一化方法,對比了懸臂柱與節(jié)點上柱的抗震性能。結(jié)果表明:已有采用懸臂柱的研究方法適用于實際結(jié)構(gòu)中底層框架柱的分析,而并不一定能真實反映標(biāo)準(zhǔn)層柱的抗震性能;對比節(jié)點與懸臂柱等效剛度發(fā)現(xiàn):節(jié)點剛度與懸臂柱剛度成線性對應(yīng)關(guān)系,比例系數(shù)受梁柱線剛度比控制。
　　(3)對修正斜壓場理論進(jìn)行了改進(jìn),確定了節(jié)點核心區(qū)剪切塊剪應(yīng)力剪應(yīng)變定參方法,基于OpenSees有限元軟件采用可考慮剪切變形影響的Joint2D單元建立了FRP加固前后帶樓板