新型外包角钢加固钢筋混凝土柱抗震性能研究

发布时间：2020-09-03 14:46

　　 我国为地震多发国家,震灾会对人身安全造成巨大威胁,同时也会给国家带来巨大的经济损失。柱子作为结构中主要的承重试件,在地震作用下,不可避免地发生周期反复运动,进而产生塑性形变,一旦破坏将导致财产损失并危及人员生命,我国抗震规范强调结构抗震设计中应满足“强柱弱梁”,其目的就在于提高结构的抗变形能力,防止结构在强烈地震作用下倒塌。可见柱在结构抗震设计中的作用地位。因此,研究柱在低周反复荷载下的抗震性能至关重要。本文结合实际应用需求,创新提出了一种新型外包角钢加固方法:将湿式包钢法中的粘结剂换成较小厚度的自密实混凝土,既保证加固角钢与原柱混凝土的协调受力,又发挥起自身加固作用。这种加固方法结合了传统外包角钢法和增大截面加固法的优点,同时改善了传统加固法中占用空间大和粘结剂耐久性不足的缺点。本文在完成对该类复合加固柱轴心受压和偏心受压性能研究基础上,开展加固柱拟静力试验研究,结合试验结果深入系统分析新型外包角钢加固法的抗震性能,主要研究内容如下:(1)考虑缀板间距,角钢型号和轴压比等参数,设计10根钢筋混凝土加固柱(其中1根柱用于测试轴向极限承载力,1根柱为传统外包角钢加固对比柱,其余8根为本文所研究的新型外包角钢加固柱),开展柱低周反复荷载试验研究,观察试件破坏形态,提取强度、变形、材料的应变、滞回曲线、骨架曲线等抗震性能指标。(2)结合抗震试验结果,对该类新型加固柱的承载力、延性、强度和刚度退化及耗能能力进行了分析。结果表明:与传统外包角钢加固柱相比,新型外包角钢加固柱的延性、极限承载力、耗能能力以及承载力退化方面均有大幅度的提高,抗震性能得到有效改善。(3)在确定材料本构关系模型的基础上,采用纤维模型法对新型外包角钢加固柱抗震性能进行数值模拟分析,主要考虑角钢型号、缀板间距、轴压比参数的影响,模拟结果与实测试验结果对比验证,显示计算结果与试验数据吻合良好。新型外包角钢加固法具有占用场地空间小,承载力提升大,耐久性强的特点,本文在这种复合加固法承载力研究的基础上对其抗震性能进一步完善,为实际工程提供理论和实验指导。
【学位单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU375.3;TU352.11
【部分图文】：

技大学硕士学位论文 性。本文介绍的新型外包角钢法是由四根角钢先用缀板三面焊接套入浇土柱上，保持满足粘结要求厚度的距离，再将另一面封焊完成，填比原试件高两个等级的自密实混凝土进行浇筑养护，为了确保角钢能紧密结合，协同工作，在自密实混凝土中掺入一定量的膨胀剂，结构如下图 1-1 所示。新增自密实混凝土缀板新缀板

原钢筋混凝土柱及新型外包角钢加固柱配筋和尺寸如图2-1 和图 2-2。图 2-1 原钢筋混凝土柱尺寸和配筋 图 2-2 新型外包角钢加固柱尺寸及构造Figure 2-1 Original reinforced concrete Figure 2-2 Size and structure of new type of columnsize and reinforcement angled steel reinforcement column表 2-1 柱试件参数表Table 2-1 Column test piece parameter table试件编号截面尺寸(mm)试件高度(mm)新增混凝土强度等级新增混凝土厚度(mm)角钢型号缀板间距(mm)施加轴力(kN)轴压比Z-1 150×150 1500 - - - - - -DBZ-1 150×150 1500 - - L40×3 200 240 0.4JGZ1 150×150 1500 C30 30 L30×3 200 240 0.4JGZ2 150×150 1500 C30 30 L40×3 200 240 0.4JGZ3 150×150 1500 C30 30 L50×3 200 240 0.4JGZ4 150×150 1500 C30 30 L40×3 300 240 0.4JGZ5 150×150 1500 C30 30 L40×3 200 240 0

图 2-1 原钢筋混凝土柱尺寸和配筋 图 2-2 新型外包角钢加固柱尺寸及构造igure 2-1 Original reinforced concrete Figure 2-2 Size and structure of new type of colusize and reinforcement angled steel reinforcement column表 2-1 柱试件参数表Table 2-1 Column test piece parameter table试件编号截面尺寸(mm)试件高度(mm)新增混凝土强度等级新增混凝土厚度(mm)角钢型号缀板间距(mm)施加轴力(kN)轴压比Z-1 150×150 1500 - - - - - -DBZ-1 150×150 1500 - - L40×3 200 240 0.4JGZ1 150×150 1500 C30 30 L30×3 200 240 0.4JGZ2 150×150 1500 C30 30 L40×3 200 240 0.4JGZ3 150×150 1500 C30 30 L50×3 200 240 0.4JGZ4 150×150 1500 C30 30 L40×3 300 240 0.4JGZ5 150×150 1500 C30 30 L40×3 200 240 0.4

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本文编号：2811586