喷射GFRP加固钢筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

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节点作为钢筋混凝土框架结构的传力构件,在整个框架结构中负责传递和分配内力、保证结构的整体性,一旦遭到破坏,可能会引起整个建筑物的倒塌,作用十分重要。近年来,我国震害现象表明,大量框架节点存在抗震能力不足的问题。因此,研究框架节点的抗震加固十分必要。喷射GFRP加固法作为一种新型的混凝土构件加固方法,不仅具有轻质高强、施工快捷和整体性好等特点,还可以有效提高节点的极限承载力、刚度和抗弯抗剪性能。目前学术界对喷射GFRP加固的研究并不多见,研究的主要对象是混凝土梁、柱、墙和板,对于喷射GFRP加固钢筋混凝土梁柱节点的研究十分匮乏。本文采用试验和数值模拟相结合的方法,对喷射GFRP加固钢筋混凝土框架节点的抗震性能进行了研究。试验研究中,制作了5个低配箍率钢筋混凝土梁柱节点试件,其中1个为对比试件,4个为加固试件。通过位移控制的梁柱节点柱端水平加载的拟静力试验,研究加固前后节点的抗震性能,分析了轴压比、喷射GFRP加固厚度和加固面积对抗震性能的影响;然后,采用ANSYS软件对喷射GFRP加固后节点的抗震性能进行了扩展研究;在此基础上建立了喷射GFRP加固节点的受剪承载力理论公式。主要研究成果如下:(1)喷射GFRP加固钢筋混凝土梁柱节点,可以对节点核心区进行有效约束,增强核心区的抗剪能力,使节点的破坏模式由核心区受剪破坏转变为梁端受弯破坏,有效提升节点的极限承载力、极限位移、初始刚度和延性,明显改善节点的抗震性能。(2)增大轴压比,可以提升节点的极限承载力和初始刚度,但节点的延性和极限位移会降低;增大喷射GFRP加固厚度和加固面积,不仅可以提升节点的极限承载力、初始刚度和延性,还可以有效约束混凝土的变形,抑制裂缝的开展。(3)ANSYS有限元模拟结果与试验研究结果吻合,说明本文有限元模拟选用的单元类型、破坏准则、约束方式和加载制度等对研究喷射GFRP加固钢筋混凝土梁柱节点可行。(4)本文在试验研究和数值模拟的基础上,建立了喷射GFRP加固钢筋混凝土梁柱节点的受剪承载力理论公式,计算结果与试验和数值模拟结果吻合良好。
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