震损型钢混凝土框架结构加固后抗震性能及设计计算理论研究

发布时间：2020-10-18 12:38

　　 型钢混凝土结构具有优良的抗震性能和耐久性能。遭受地震破损的建筑结构并不适宜整体推倒重建或盲目采用某种加固方法进行加固处理,加固不合理的结构或构件再次遭受地震作用造成灾害性破坏,容易导致建筑结构立即或逐渐倒塌,造成大量人员伤亡及经济损失。因此,针对震损型钢混凝土结构提出可靠的抗震加固方法以及对加固后结构抗震性能与抗剪承载力的研究十分必要。主要研究内容如下:(1)震损型钢混凝土框架柱和框架节点加固后抗震性能试验研究。基于现行规范,按缩尺1:2,设计并制作了10根框架柱模型和9个框架节点模型。分别采用碳纤维布和外包钢套对震损后的模型进行抗震加固。采用低周反复荷载试验方法研究了加固前后模型的抗震性能。获得了加固前后的模型在低周反复作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能、承载力退化、刚度退化及延性。对加固前后模型的抗震性能及加固效果进行了对比分析。(2)震损型钢混凝土框架结构外包钢套加固后抗震性能试验研究。基于现行规范,设计并制作了4榀1/3比例的两跨三层型钢混凝土框架结构模型,通过低周反复荷载试验模拟地震下的损伤。对震损后的模型采用外包钢套加固,并对加固后模型再次进行低周反复荷载破坏试验。获得了加固前后的模型在低周反复作用下的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、能量耗散系数、刚度退化及承载力退化,对加固前后模型的抗震性能进行了分析。(3)震损型钢混凝土结构加固后抗震性能的非线性有限元分析。通过损伤指标对震损程度量化,基于折减材料性能法,构建了损伤指标与各组成材料的关系式。采用ABAQUS有限元软件建立了三维有限元分析模型,并与模型试验结果相比较,二者吻合较好。(4)震损型钢混凝土框架柱和框架节点加固后抗剪承载力分析。基于“桁架-拱”模型理论,建立了震损型钢混凝土柱加固后的抗剪承载力计算式;基于试验研究和有限元分析结果,进行了节点核心区受力及传力机理分析,确定了节点抗剪的各组成部分,建立了震损型钢混凝土节点加固后的抗剪承载力计算式,并与试验实测值相比较,二者吻合较好,表明该计算式是可行的。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU398.9;TU352.11
【部分图文】：

节点抗剪机理

试件几何尺寸和配钢设计

(c) 碳纤维布加固柱加载现场 (d) 外包钢套加固柱加载现图 2.2 柱试件加载装置由液压千斤顶施加竖向荷载至恒定，侧向低周反复荷载由底端最外侧纵筋达到屈服确定，试验加载制度如图 2.3。
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本文编号：2846312