【摘 要】
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随着社会的快速发展,建筑功能性改造越来越多。部分建筑物消防未达标或功能更新装修,存在增设管道布置需求,且建筑功能对层间净高限制,只能在原结构相关梁上进行开设管道孔洞。梁上开孔势必削弱截面而影响其力学性能,以致合理选择开孔位置并对其进行必要加固将是保证建筑结构造成影响最小化的关键所在。为此,对钢筋混凝土框架结构梁上开孔和相应加固处理方法进行研究显得尤为迫切,且具有一定理论意义和较大工程应用价值。本文
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随着社会的快速发展,建筑功能性改造越来越多。部分建筑物消防未达标或功能更新装修,存在增设管道布置需求,且建筑功能对层间净高限制,只能在原结构相关梁上进行开设管道孔洞。梁上开孔势必削弱截面而影响其力学性能,以致合理选择开孔位置并对其进行必要加固将是保证建筑结构造成影响最小化的关键所在。为此,对钢筋混凝土框架结构梁上开孔和相应加固处理方法进行研究显得尤为迫切,且具有一定理论意义和较大工程应用价值。本文针对钢筋混凝土框架结构梁上开孔工程实例,选取带梁端开孔的梁柱中/边节点作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行抗震性能数值模拟。首先,利用有限元软件ABAQUS对已有试验试件进行模拟分析,对比滞回曲线和破坏模式以验证有限元建模的可行性;其次,对未开孔、梁端开孔、梁开孔碳纤维布加固与外包钢加固中/边节点进行建模分析,研究梁端开孔对节点抗震性能的影响以及寻求合理的加固方法与构造;最后,进一步考虑孔径大小、孔洞水平位置、孔洞竖向位置、柱顶轴力等设计参数建立有限元模型加以模拟,从滞回性能、刚度退化和耗能能力等方面系统分析各设计参数对带梁端开孔的梁柱中/边节点抗震性能影响。研究结果表明:（1）开孔削弱了梁截面,梁端塑性铰区域外移,试件极限承载力降低、抗侧刚度下降,耗能能力增强;（2）孔洞位置碳纤维布加固和外包钢加固有效补强了梁上开孔对构件截面的削弱影响,均使梁端开孔试件极限承载力、滞回曲线接近未开孔试件相同性能;（3）孔洞直径增大,梁端塑性铰区发展加快,试件极限承载力和抗侧刚度降低,滞回曲线饱满程度减弱;（4）孔洞距梁端距离增大,试件极限承载力提高,滞回曲线更加饱满;（5）当开孔位置位于梁中和轴位置,试件极限承载力最大、滞回曲线最为饱满;（6）柱顶轴力使得试件初始刚度增大,加载二阶效应导致滞回性能劣化。
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