由于历史条件的原因,我国现存大量的安全储备不同程度地不能满足现行抗震设计规范的要求的建筑物,要改善较低安全储备建筑物的抗震性能,唯一的技术途径就是加固。在框架节点已有的加固方法中(如增大截面法、碳纤维布加固法、贴FRP加固法等),由于均不能克服节点处的空间障碍,即不能对节点核心区环向进行直接约束,使加固效果有限。梁端横向穿眼的体外预应力加固法有施工简单、质量可控、能够克服框架节点加固的空间障碍而实现直接加固,且加固后无应力滞后现象。在现有的钢筋混凝土框架节点加固技术研究的基础上,提出了一种新的钢筋混凝土框架节点加固装置,即采用在梁端打孔、穿螺杆,对螺杆施加预应力给节点(柱体)施加向心约束,实现对节点的加固,克服了已有加固节点核心区约束不均匀的缺点以及传统加固框架节点正交梁的存在所造成的空间障碍。针对所提出的新的节点加固装置,对加固后节点分别从承载力,刚度及抗震性能进行分析与研究。(1)在参考相关文献的基础上分析了节点承载力的影响因素;结合节点加固装置特点,分析了加固前、后节点受力机理特点,根据螺杆与弓形杆对节点承载力的贡献,采用叠加原理提出了加固后节点承载力计算公式。(2)根据弹塑性理论中的屈服准则,流动法则,硬化规律三大原理,结合本课题组提出的角钢,螺杆和弓形杆组合装置加固节点以及节点的传力机理和变形的特点,在Mitra和Lowes提出的“超级单元”模型基础上,建立了混凝土本构关系以及弹簧和弓形杆的本构关系,提出了体外预应力加固后平面8节点框架节点单元模型,根据节点单元的变形关系、平衡关系和变形协调关系,建立框架加固后节点的刚度矩阵,其内容包括:平面八节点刚度矩阵、粘结滑移刚度矩阵、节点交界面剪切弹簧刚度矩阵和体外螺杆刚度矩阵。然后组装了节点总刚度矩阵。为节点在有限元软件ABAQUS平台进行二次开发奠定基础。(3)在限元软件ABAQUS平台上分别建立了加固与未加固框架节点模型。分别从材料属性(混凝土,钢材材料)、部件组装与相互作用、单元的选取与网格划分、预应力的施加、荷载与边界条件的设置等五个方面介绍了框架节点的建模过程,为加固后框架节点的抗震性能分析做了技术准备。(4)在上述工作的基础上,分别建立了8个RC节点模型并采用往复加载的方式对试件进行了破坏形态分析和抗震性能分析,分别得出了8个节点模型的滞回曲线,刚度退化曲,骨架曲线,骨架曲线上的特征荷载值及耗能等抗震性能指标。结果表明:未加固节点塑性应变集中在节点区,混凝土鼓曲,节点箍筋全部屈服,发生节点剪切破坏;加固后节点塑性应变集中在梁的两端,节点箍筋均未屈服,加固后模型均发生梁端弯曲破坏。加固后的模型抗震性能显著提高,屈服荷载提高了20%~25%,最大荷载值提高了4%~9%,延性系数提高了22%~27%以及耗能能力提高了一倍多,刚度退化平缓。该加固装置加固效果十分显著。(5)采用单调加载方式分析了不同加固参数(钢带间距大小,预应力大小,轴压比大小)对加固效果的影响。结果表明:随着钢带间距的减小,节点核心区受力越均匀,“斜压杆”受力形式逐渐消失;预应力增大,节点的初始刚度明显提高;随着轴压比的增大,屈服荷载略有提高,节点趋于脆性破坏。即再次证明,在加固设计时杆件轴压比不能超限。