论文部分内容阅读
非延性钢筋混凝土框架是指未进行抗震设计,仅承担竖向荷载和水平风荷载,或由于抗震设计规范的修订而不满足目前抗震要求的既有框架结构。近年来,多次地震灾害结果表明非延性钢筋混凝土框架结构中框架节点失效往往引起结构的局部乃至整体倒塌,造成大量的人身伤亡及财产损失。因此,急需对现役大量非延性钢筋混凝土框架结构中的节点进行抗震加固。近二十年来,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)由于其轻质、高强和便于施工的优点,已在混凝土结构的抗震加固领域得到广泛应用。在钢筋混凝土框架结构中存在大量中节点,由于楼板及正交梁的影响,导致该类节点的加固方法较复杂且较难以实现。目前,对FRP加固钢筋混凝土框架节点的研究多针对未考虑楼板及正交梁的缩尺平面梁柱节点,而这类节点并不能真实反映实际框架结构节点的抗震性能。因此,本文对采用不同FRP加固方式的带楼板及正交梁的足尺钢筋混凝土框架中节点进行了拟静力试验研究及精细化有限元模拟分析。主要工作内容如下:(1)通过4个带有楼板及正交梁的足尺钢筋混凝土框架中节点的拟静力试验,着重考察了楼板、正交梁及不同FRP加固方式对其抗震性能的影响。结果表明:由于楼板的存在,导致梁抗弯刚度有较大提升,未加固试件发生上柱塑性铰区屈服破坏;正交梁对节点核心区有较强的约束效果,很好地限制了裂缝的扩展;不同FRP加固方式对节点耗能及延性都有较大提升,但差别不大,其中以FRP只加固节点区上、下柱端塑性铰区效果较好,节点梁端塑性铰区下部先发生破坏。(2)利用归一化方法,对比了悬臂柱与节点上柱的抗震性能。结果表明:已有采用悬臂柱的研究方法适用于实际结构中底层框架柱的分析,而并不一定能真实反映标准层柱的抗震性能;对比节点与悬臂柱等效刚度发现:节点刚度与悬臂柱刚度成线性对应关系,比例系数受梁柱线刚度比控制。(3)对修正斜压场理论进行了改进,确定了节点核心区剪切块剪应力剪应变定参方法,基于OpenSees有限元软件采用可考虑剪切变形影响的Joint2D单元建立了FRP加固前后带楼板的钢筋混凝土框架节点精细化有限元分析模型,有限元模拟结果与试验吻合良好,为建立考虑节点的FRP加固钢筋混凝土框架结构整体精细化有限元模型奠定了基础。