不同加固方式的震损RC框架抗震性能对比研究

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当RC框架遭遇地震荷载作用时,由于腐蚀、裂缝以及使用年限等因素导致混凝土框架损伤的累计往往容易发生破坏,震后大多数建筑并未完全发生倒塌,若将其推倒后重建,既对材料造成了浪费,又不符合绿色环保的理念。因此可对震损框架进行修复加固重新投入使用。目前已有学者针对震损加固的课题开展相关的研究,但研究对象多为对梁、柱构件的加固,而对结构整体进行加固的方向还较少。整体加固可以改善RC框架抗侧刚度小、极限承载力低等缺点,使得原来靠框架自身抵抗地震荷载变为具有多道设防的框架结构,进而减小了结构的侧向位移,降低了对混凝土框架的破坏程度,使得结构更加偏于安全。两边钢板剪力墙可利用钢板自身优越的变形能力进行屈曲耗能,同时减小了对柱的附加弯矩,而钢支撑可以显著的增加试件的抗侧刚度,因此本文选取了两边连接钢板、斜支撑和V型支撑等方式对RC框架进行加固。主要开展的研究工作如下:(1)针对整体加固对框架柱带来的不利影响,本文结合了外包型钢法对框架进行了复合加固设计,提高了柱的变形能能力。为了探究不同加固方式抗震性能的影响,对4榀框架进行了低周往复试验,并对其极限荷载、耗能能力、抗侧刚度等抗震指标进行了分析,结果表明:未加固试件的破坏呈主要集中在柱脚部位,其破坏模式为“强梁弱柱”破坏,而经过加固后的试件主要通过内部构件对能量进行耗散,其破坏模式符合抗震设计要求。此外经过加固的试件在承载力、刚度及耗能等指标上得到较大的提升,所以三种加固方式均是可行的。(2)选取了合适的损伤模型,通过损伤指数法对试件的震损做出了评估,基于折减系数法,将试件材料的强度和刚度进行折减计算,将所得结果代入有限元中进行建模计算。(3)通过ABAQUS软件建立了四榀加固框架的模型,将模型的应力云图、骨架曲线与试验结果进行比较,验证了模拟的可行性,在此基础上对三榀加固方式的框架分别选取三个不同变量的参数进行框架抗震性能有限元分析,从而获得了适合不同加固方式的参数取值。
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