碳纖維布加固后鋼筋混凝土空間立體節(jié)點的抗震性能研究.pdf

1、節(jié)點是結(jié)構(gòu)的一個重要部位，它在框架結(jié)構(gòu)中起著連接梁柱、傳遞和分配內(nèi)力、協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的變形、保證結(jié)構(gòu)整體性的作用，節(jié)點一旦破壞往往導致整體結(jié)構(gòu)倒塌等嚴重災(zāi)害。國內(nèi)外的歷次大地震也證實了節(jié)點的薄弱性。我國是一個多地震的國家，存在大量不同設(shè)計標準設(shè)計的建筑，為了減輕地震災(zāi)害造成的破壞和損失，應(yīng)對現(xiàn)有建筑的部分結(jié)構(gòu)進行抗震加固，尤其是節(jié)點的抗震加固。所以對鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點進行抗震加固的理論研究是十分必要的。 由于鋼筋混凝土框架

2、節(jié)點處于梁柱交匯處，再加上直交梁和樓板的影響，構(gòu)造和受力復雜，加固起來相對困難。從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究主要集中在梁、柱等基本構(gòu)件的受彎、受剪加固以及抗震性能加固方面，針對鋼筋混凝土框架節(jié)點組合體進行抗震性能加固的試驗和理論研究還很少，特別是對帶有現(xiàn)澆板和直交梁的空間立體節(jié)點的加固研究目前還尚屬空白。 本文研究對象為帶樓板和直交梁的空間立體中節(jié)點，針對節(jié)點核心區(qū)不滿足抗震規(guī)范的情況，分別采用不同的

3、碳纖維布粘貼方式進行加固，以核心區(qū)碳纖維折算配箍率為變化參數(shù)，通過ANSYS有限元對節(jié)點組合體進行單調(diào)加載下的數(shù)值模擬計算，分別與未加固的不滿足抗震規(guī)范的對比試件進行比較分析，以揭示碳纖維布加固框架空間節(jié)點的受力機理和合理加固方式。 本文主要工作如下： 1.對鋼筋混凝土框架節(jié)點的震害情況、受力機理、碳纖維布的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)，得出應(yīng)用碳纖維布對框架節(jié)點進行加固是一種高效、可行的方式，鑒于目前的研究還處于初級階段，

4、因此有必要對碳纖維布加固混凝土框架節(jié)點尤其是帶有直交梁和樓板的空間節(jié)點的受力性能進行更深入的研究。 2.對鋼筋混凝土非線性有限元理論進行了闡述；對鋼筋與混凝土、碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)滑移和剝離機理進行了初步研究。 3.對在ANSYS通用有限元軟件中實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性分析的方法和原理進行了詳盡闡述，并用ANSYS.9.0對一驗證節(jié)點組合體試件進行了單調(diào)加載下的全過程非線性分析，通過數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果的對比，

5、驗證了應(yīng)用ANSYS.9.0程序?qū)μ祭w維加固節(jié)點組合體進行數(shù)值模擬的可行性。 4.通過對六個節(jié)點組合體試件的數(shù)值模擬計算，觀察了不同加固試件的裂縫開展和破壞過程，分析了不同加固方式之間在破壞形態(tài)、承載力、剛度、延性等方面的差異。 5.對碳纖維布加固鋼筋混凝土框架節(jié)點的受力機理進行了分析，并在現(xiàn)有混凝土框架節(jié)點抗剪承載力計算公式的基礎(chǔ)上，引入一個系數(shù)ηf來考慮碳纖維布對核心區(qū)混凝土強度及斜壓桿面積提高的程度，并給出了簡化計