钢筋混凝土框架节点八角形加固法研究

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作为框架结构的重要部位,梁柱节点起着连接梁柱,协调变形和保证结构整体性的作用。框架节点的破坏将会导致梁端无法形成塑性铰以及影响内力重分布的进行从而影响到整个框架结构的承载能力,其破坏往往引起结构的整体破坏、倒塌,因此作为钢筋混凝土结构抗震的薄弱环节,节点的加固研究有着重要的现实意义。本文以某超高超限写字楼加固工程为研究背景,提出了一种新的加固方法,即八角形加固法。采用有限元分析软件ANSYS对6个框架节点进行了数值模拟分析,与框架节点采用柱加大截面法进行对比。主要的工作和成果如下:1)在广泛地阅读国内外参考文献的基础上,介绍了国内外框架节点的加固方法、受力机理、破坏模式、抗剪强度的影响因素以及加固结构的受力特点。2)介绍了有限元分析软件及本文的工程背景,对框架节点进行了加固计算,得出了框架节点的加固方案,对框架节点模型进行了单元和本构模型的选取,提出模型的计算假定、单元的划分方式、边界条件以及加载方式,并采用ANSYS对一组模型进行了模拟计算,通过将模拟结果与实验结果进行对比,验证了模拟计算的有效性。3)通过对6个框架节点进行一次性加载和低周反复加载数值模拟分析,得到框架节点的钢筋应力、钢板应力、节点变形、裂缝图、荷载位移曲线和滞回曲线。通过分析裂缝的开展过程,得出了八角形加固法加固框架节点的破坏模式为梁端延性破坏。通过在三种轴压比(0.2、0.5、0.8)情况下对框架节点的荷载位移曲线和滞回曲线进行分析,比较了柱加大截面法和八角形加固法的异同点,它们都增加了框架节点的核心区混凝土面积,提高了框架节点的抗剪强度,改善了框架节点的延性和抗震性能,但是八角形加固法更能显著地提高构件的极限位移、极限荷载、延性以及耗能能力;轴压比越大,八角形加固法比柱加大截面加固法效果更为显著。4)对模拟过程中出现的问题进行了分析,并对需进一步研究的问题进行了总结。
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