单侧加固钢筋混凝土柱抗震性能研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cathy1989
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近年来,在经历了几次大的地震后,建筑物的抗震加固成为建筑行业的热点。随着经济和科技的不断发展,各种抗震加固方法也不断涌现。外设框架加固法是在既有框架外侧直接附着新增框架,组成复合框架,共同承担地震作用,提高结构的抗震性能。此方法与加固框架梁柱的增大截面法中的单侧加固相似。研究这种不对称单侧加固钢筋混凝土柱的抗震性能,明确其加固效果具有重要意义。  钢筋混凝土柱采用单侧加固,新增加固柱与原柱材料不同,截面形式不同,加固后的截面X轴方向对称,Y轴方向不对称。Y1方向柱顶受水平荷载时加固部分受压,Y2方向柱顶受水平荷载时加固部分受拉。新增加固柱可以采用普通混凝土柱,也可以采用有粘结预应力混凝土柱或无粘结预应力混凝土柱。新增加固柱可先通过植筋与原柱连接,再在新增加固柱上施加预应力(先紧后预),也可以先施加预应力后通过螺栓与原柱拼接成一体(先预后紧)。本文针对单侧加固钢筋混凝土柱的抗震性能进行研究,主要研究内容和研究成果如下:  (1)对单侧加固钢筋混凝土柱一次、二次受力下不同受力方向(X、Y1、Y2)的正截面承载力进行了全过程分析和对比,得出了一次、二次受力下精确计算公式及一次受力下简化计算公式。从理论上证明了二次受力下,配筋合适的大偏心受压加固柱在不同受力方向的承载力均可用一次受力下的加固柱代替。  (2)根据全过程分析得到的结论,设计配筋合适的大偏心受压单侧加固柱,通过其一次受力下抗震性能的研究来近似代替二次受力下的抗震性能。对6根单侧加固钢筋混凝土柱进行了低周往复加载试验,考虑不同加载方向(X向或Y向)、不同加固材料(普通混凝土柱、有粘结预应力混凝土柱或无粘结预应力混凝土柱)、不同连接方式(先紧后预或先预后紧),并与1根未加固柱对比。记录了每一根构件的破坏过程和试验现象,采集了试件变形和钢筋应变。  (3)对试验数据进行了处理,分析了各试件的滞回曲线、骨架曲线、强度刚度退化、延性性能、耗能能力等抗震性能,明确了不同加固方式的单侧加固钢筋混凝土柱的受力机理及加固效果。  (4)应用ABAQUS有限元软件对试验试件进行了一次受力下的数值模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模型的准确性和适用性。对试验试件进行了二次受力下的数值模拟,与一次受力模拟结果对比,验证了二次受力下,配筋合适的大偏心受压加固柱在不同受力方向的承载力均可以用一次受力下的加固柱代替。
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