碳纖維布加固后鋼筋混凝土空間立體節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究.pdf

1、節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的一個(gè)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(diǎn)一旦破壞往往導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)倒塌等嚴(yán)重災(zāi)害。國(guó)內(nèi)外的歷次大地震也證實(shí)了節(jié)點(diǎn)的薄弱性。我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，存在大量不同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的建筑，為了減輕地震災(zāi)害造成的破壞和損失，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有建筑的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固，尤其是節(jié)點(diǎn)的抗震加固。所以對(duì)鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)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(diǎn)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(fù)雜，加固起來(lái)相對(duì)困難。從國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來(lái)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(duì)鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)組合體進(jìn)行抗震性能加固的試驗(yàn)和理論研究還很少，特別是對(duì)帶有現(xiàn)澆板和直交梁的空間立體節(jié)點(diǎn)的加固研究目前還尚屬空白。 本文研究對(duì)象為帶樓板和直交梁的空間立體中節(jié)點(diǎn)，針對(duì)節(jié)點(diǎn)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(jìn)行加固，以核心區(qū)碳纖維折算配箍率為變化參數(shù)，通過(guò)ANSYS有限元對(duì)節(jié)點(diǎn)組合體進(jìn)行單調(diào)加載下的數(shù)值模擬計(jì)算，分別與未加固的不滿足抗震規(guī)范的對(duì)比試件進(jìn)行比較分析，以揭示碳纖維布加固框架空間節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理和合理加固方式。 本文主要工作如下： 1.對(duì)鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的震害情況、受力機(jī)理、碳纖維布的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，得出應(yīng)用碳纖維布對(duì)框架節(jié)點(diǎn)進(jìn)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(jí)階段，

4、因此有必要對(duì)碳纖維布加固混凝土框架節(jié)點(diǎn)尤其是帶有直交梁和樓板的空間節(jié)點(diǎn)的受力性能進(jìn)行更深入的研究。 2.對(duì)鋼筋混凝土非線性有限元理論進(jìn)行了闡述；對(duì)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(jī)理進(jìn)行了初步研究。 3.對(duì)在ANSYS通用有限元軟件中實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性分析的方法和原理進(jìn)行了詳盡闡述，并用ANSYS.9.0對(duì)一驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)組合體試件進(jìn)行了單調(diào)加載下的全過(guò)程非線性分析，通過(guò)數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，

5、驗(yàn)證了應(yīng)用ANSYS.9.0程序?qū)μ祭w維加固節(jié)點(diǎn)組合體進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性。 4.通過(guò)對(duì)六個(gè)節(jié)點(diǎn)組合體試件的數(shù)值模擬計(jì)算，觀察了不同加固試件的裂縫開(kāi)展和破壞過(guò)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(duì)碳纖維布加固鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理進(jìn)行了分析，并在現(xiàn)有混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗剪承載力計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，引入一個(gè)系數(shù)ηf來(lái)考慮碳纖維布對(duì)核心區(qū)混凝土強(qiáng)度及斜壓桿面積提高的程度，并給出了簡(jiǎn)化計(jì)