CFRP网增强的高性能复合砂浆加固不同轴压比框架节点的抗震性能研究

发布时间：2020-08-06 09:29

【摘要】：高性能复合砂浆加固法(HPFL,High-Performance Ferrocement Laminate)是一种加固层基相和界面剂均为水泥基的无机高性能复合材料加固结构的新方法,是对古老的普通钢丝网水泥(Ferrocement)加固法进行大力改进的结果,但是随着对框架节点加固研究和应用的深入,作为增强相的钢筋网诸如构造布置复杂、焊接工作量大、钢筋网层数增多时施工困难且复合砂浆难以振捣密实等缺点也显现出来,碳纤维增强复合材料(CFRP,Carbon Fiber Reinforced Plastics)在混凝土结构加固方面具有高强高效、施工便捷,不需大型施工工具、具有良好的耐腐蚀性和耐久性等优点,由此提出了将碳纤维网代替HPFL加固方法中的钢筋网,以期探究一种更高强、高效,在施工方面更便捷的一种加固方法。在众多影响框架结构抗震性能的因素中轴压比对框架节点抗震性能的影响无疑是很大的,随着科技的进步和时代的发展,高层建筑占据着现代建筑中很重要的一个位置,从底层到顶层框架梁柱节点的轴压比也是一直在变化的,CFRP网高性能混凝土复合砂浆加固不同轴压比框架节点的抗震性能研究就有很重要的理论意义,同时也具有很大的实用价值,与此同时,试验结论也可以为工程实践提供很重要的理论参考,为需要加固的不同轴压比框架节点提供更多的一种加固方法的选择。本文共设置四个梁柱节点试件,其中一个为对比试件ZY0,另外三个是在不同轴压比下的二次受力加固试件ZY1、ZY2、ZY3,其中ZY0与ZY2的轴压比相同,通过伪静力试验分析各试件的破坏现象和破坏形态、滞回曲线和耗能性能、骨架曲线、承载力与延性、强度和刚度退化、试件内部应变等来对比各试件的抗震性能;又通过ANSYS有限元模拟和理论计算分析来对试验结果进行验证。主要得到如下研究结论:1、CFRP网增强的高性能复合砂浆是一种有效的加固框架节点的方法,各抗震性能指标都得到不同程度的提高和改善。2、在本试验轴压比范围内,加固试件随轴压比的增大耗能能力在增大,最大承载力依次增大,而最大位移和延性在减小,强度退化在减小,刚度退化增大,这是由于(1)竖向轴力的增大可以在一定程度上抑制裂缝的产生;(2)竖向轴力的增大可以增强节点核心区斜向桁架作用,提高水平方向的抗剪承载力;(3)竖向轴力的增大可以增强加固层对于核心区的约束作用;(4)竖向轴力的增大可以提高试件内钢筋与混凝土之间的粘结力和握裹力,减小在试件被拉坏时候的剪切变形;随竖向轴力增大的加固层约束作用会随水平往复荷载的增大碳纤维网遭到破坏之后而减小,但是这在一定程度上可以减小试件的强度退化。综合来看,本试验轴压比范围内,随轴压比的增大,节点抗震性能得到提高。3、通过ANSYS数值模拟和理论计算分析验证了试验结果的可靠性,理论计算公式为工程实际应用提供了理论指导和参考的作用。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.11
【图文】：

图 2-1 梁柱节点原型了满足需要加固梁柱节点的实际情况，对试件采用强构件弱节点，强柱计，考虑到加载时梁和柱的反弯点位置，将试件尺寸设计如下：框架梁600mm，截面尺寸为 150X300mm，柱高度为 1675mm，截面尺寸50mm。基底梁采用已有制作完成一年的构件作为试件加载时的底座，架梁的长度同为 2600mm，截面尺寸为 300X200mm，钢筋均采用 HRB由冷水江钢铁提供，为了方便吊装，在距离对应测柱边 700mm 位置设吊环，具体配筋见图 2-2。

CFRP 网增强的高性能复合砂浆加固不同轴压比框架节点的抗震性能研究计与制作模型与加固方案设计平面梁柱节点作为研究对象，在现有的试验条件下并未将楼板考虑为了更明确的研究试验对象。试验选择的节点单元是来源于实际情况框架结构中的平面节点，试验采用的模型尺寸与实际尺寸的比例为 2-1 所示。

(e)加固方式实景图图 2-4 加固方式具备的试验条件，本试验共设置 4 个 1:2 缩尺比例完全相同的其中 1 个不做任何加固作为对比试件，另外 3 个采用在不用轴固，分别标记为用作对比试件的 ZY0，对比试件的轴压比为 的 ZY1，轴压比为 0.3 的 ZY2，轴压比为 0.4 的试件 ZY3。混20。固流程及要点模拟实际情况中不卸轴力加固的情况，本试验在加固时采用，对采用的不同轴压比的试件预先加载到需要施加的轴力，器每天观察其读数，若由于节点试件的弹塑性变形引起压力传手动恢复轴向压力，直到示数几乎没有变化时开始加固工作。参考，查阅相关施工指南[75]和技术规程[76]，总结出本试验 CF复合砂浆加固不同轴压比框架节点的具体施工步骤流程如下关工具和材料的准备：实验所采用的碳纤维网格是在卡本复合

【参考文献】

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本文编号：2782176