粘钢加固框架中节点变形性能试验研究与分析（可复制毕业论文）.pdf

摘要
本文全面详细的介绍了钢筋混凝土框架中节点粘钢加固抗震性能试验研究的
设计方案、试验过程及试验结果。通过对个足尺钢筋混凝土框架中节点试件在
施加低周反复荷载后的破坏形态、各试件的滞回曲线、试件的钢筋、混凝土和粘
钢钢板应变的分析,得出了粘钢加固能有效的提高中节点试件的承载能力和延性
的结论。
文中重点论述了粘钢加固后钢筋混凝土框架中节点在低周反复荷载作用下的
变形性能。框架节点的变形主要是由关键受力区域梁、柱塑性铰区的弯曲变
形、剪切变形、纵向受力钢筋在节点内的粘结滑移以及节点核芯区的剪切变形等
几部分组成。在分别对各变形产生的梁端位移进行分析后,给出了钢筋混凝土框
架中节点梁端位移的计算公式。节点的延性、刚度和耗能能力是衡量节点抗震性
能的主要指标,对比粘钢加固试件和非加固试件,可发现粘钢加固后试件具有良
好的变形能力和吸能耗能能力,较好的保证了节点实现“强柱弱梁”、“强节点弱
杆件”。最后,文章分析了钢筋混凝土框架中节点的力学性能,探讨了节点粘钢加
固的合理形式,并对粘钢加固中节点的抗裂性能进行了初步探讨,得出了节点区
的抗裂度计算公式。
关键词钢筋混凝土框架中节点粘钢加固滞回曲线
变形性能梁端位移抗裂度
来经作、导师同意
勿全弋公布
绪论
研究背景和意义
钢筋混凝土框架结构是工程建设中应用最为广泛的一种结构形式,它的应用
与发展已有一百多年的历史。我国从十九世纪末和二十世纪初就开始有了钢筋混
凝土建筑物,建国后第一个五年计划时又进行了大规模的社会主义建设,工程建
设得到了迅速发展。在二十世纪年代以前建成的建筑物面积大约有亿平方
米【’一‘,,这些建筑物由于经过长期使用会出现不同程度的老化问题,建筑物的可靠
度会大大降低。我国规范规定大多数建筑物的设计使用年限为年,因此这些建
筑物大多超过或接近了设计使用年限。虽然设计使用年限并不是建筑物的寿命,
但随着时间的推移建筑物会不断的损坏和老化,其承载力、刚度、延性和稳定性
会逐渐降低,对这些建筑物进行鉴定和加固的要求显得日益迫切。同时,还有一
些建筑物由于勘查、设计、施工和使用中出现错误和考虑不周等原因或由于建筑
物的改建、扩建及使用功能的变更也需要进行加固处理。目前,我国建筑物的鉴
定和加固工作正进入一个高峰期,建筑结构的维修和加固业现己成为我国建筑行
业的一个新热点,这也推动了混凝土结构加固学的发展,使其成为了一门新兴的
学科。
钢筋混凝土框架结构加固方法很多,归纳起来可分为两大类即传统加固法
与新技术加固法‘。传统加固法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固
法、喷射混凝土加固法及改变结构受力方式加固法。新技术加固法有结构粘钢加
固法、化学灌浆加固法和粘碳纤维布加固法等。粘钢加固和贴碳纤维布加固是近
年来被应用于混凝土结构加固的先进技术,这种加固方法简单、快速、施工时对
生产、生活影响较小,由于其优点而得到迅速发展。
为了能够适应工程实际发展的需要,正确的指导实际工程施工,对粘钢加固
和贴碳纤维布加固的试验和理论研究近年来得到了重视,也获得了一些科研成果。
但这些试验研究大多是针对静荷载作用下钢筋混凝土梁进行的,对钢筋混凝土框
架节点在反复荷载作用下的试验研究并不多。而我国是一个多地震的国家,为了
减轻地震灾害造成的破坏和损失,对现有未按抗震设计要求设计的建筑物进行抗
震加固也是非常必要的。对于框架结构来讲,由于节点是荷载传递的重要部位,
一旦节点在地震作用下遭到破坏,将会引起建筑物的严重破坏甚至倒塌,所以节
点的抗震加固是十分重要的。早期的框架节点震害的例子很少,主要是因为过去
的框架结构房屋层数不多,梁柱截面尺寸较大,节点受约束作用大,抗剪能力强,
而且梁柱的配筋率都不大,采用软钢,延性好。随着钢筋混凝土高层建筑的发展,
高强混凝土和直径较大的高强变形钢筋的应用,构件的截面尺寸减小了,从而导
致节点的截面尺寸减小,节点在地震情况下成为框架最易受损的部分。由于我国
二十世纪五六十年代以前的房屋大多没有采取抗震措施,一旦发生地震,会产生
严重的后果。因此作为抗震钢筋混凝土结构的薄弱环节—节点的加固理论和试
验的研究有着重大和深远的现实意义。
国内外研究现状及发展趋势
粘钢加固在国外的研究始于二十世纪六十年代,年南非的和
完成了素混凝土梁的外粘钢板的试验年英国的用曲线详细描述
了粘钢加固混凝土的一些力学性能,为受弯构件的粘钢加固提供了较为全面的理
论依据年和首先对已破坏的混凝土梁经过粘钢加固后的
性能进行了试验研究,后来和等人又对粘钢加固后的各种受力构件
进行了一系列研究