加固改造梁柱节点的连接方法及抗震性能研究

论文摘要

随着建筑业的不断发展,既有建筑物加固改造理论与技术的研究与应用得到了迅速发展,并获得了显著的经济效益和社会效益。为了满足人们对已有建筑物使用功能要求的改变,在实际改造工程中会经常遇到新增梁柱节点或对已有梁柱节点的加固改造问题。目前,关于加固改造梁柱节点抗震性能的研究不多,但节点又是结构的核心部位,因此对结构加固改造梁柱节点的连接方法及抗震性能研究具有十分重要的意义。本文在查阅有关文献的基础上,通过分析加固改造梁柱节点的受力特点,对已有植筋方法形成的梁柱节点进行改进,提出增加附加植筋的梁柱节点连接方法,并设计了无附加植筋和有附加植筋两组三种试件。经对各试件的低周反复加载试验及数值模拟分析,得出三点主要的研究结论:(1)增设附加植筋可以增强梁柱结合面处混凝土与钢筋的协同工作能力,可提高节点的整体性;(2)合理的增设附加植筋可显著提高节点的承载能力,有效的改善节点的延性、刚度退化和耗能能力等性能;(3)增设附加植筋可以改变梁端塑性铰出现的位置,避免节点核心区出现剪切破坏。上述成果对于进一步研究新增梁柱节点的连接方法及其受力性能,完善混凝土加固改造设计规范具有一定的参考价值,并可供实际改造工程设计和施工参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 加固改造梁柱节点的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 加固改造梁柱节点的连接方法及受力机理研究
• 2.1 加固改造梁柱节点的连接方法研究
• 2.1.1 新增梁柱节点的连接方法
• 2.1.2 加固改造梁柱节点的构造措施
• 2.1.3 改进的加固改造梁柱节点的连接方法
• 2.2 加固改造梁柱节点的受力机理分析
• 2.2.1 加固改造梁柱节点的受力特点
• 2.2.2 加固改造梁柱节点内力的传递
• 2.2.3 加固改造梁柱节点的抗剪力学模型
• 2.3 加固改造梁柱节点的破坏方式及抗震性能的影响因素
• 2.3.1 加固改造梁柱节点的破坏方式
• 2.3.2 加固改造梁柱节点抗震性能的影响因素
• 2.4 加固改造梁柱节点连接方法的实践应用分析
• 2.4.1 工程概况
• 2.4.2 新增梁柱节点的连接处理
• 2.4.3 加固改造效果分析
• 3 加固改造梁柱节点抗震性能的试验方案设计
• 3.1 试验模型选择
• 3.1.1 模型试验概述
• 3.1.2 模型的相似要求和相似常数
• 3.2 试件的设计与制作
• 3.2.1 试件设计
• 3.2.2 试件制作
• 3.2.3 试件材料物理力学性能试验
• 3.3 试验加载方案
• 3.3.1 试验加载方法
• 3.3.2 试验加载装置和加载制度
• 3.4 试验观测方案
• 3.4.1 观测内容
• 3.4.2 观测方案
• 4 加固改造梁柱节点抗震性能的试验结果分析
• 4.1 试件屈服与试件破坏的确定
• 4.1.1 试件屈服的确定
• 4.1.2 试件破坏的确定
• 4.2 试件破坏特征
• 4.3 试件抗震性能分析
• 4.3.1 滞回曲线与骨架曲线的特性分析
• 4.3.2 延性分析
• 4.3.3 耗能分析
• 4.3.4 刚度退化分析
• 4.4 植筋钢筋的受力特点分析
• 4.4.1 梁纵筋受力分析
• 4.4.2 附加植筋受力特点分析
• 4.5 本章小结
• 5 加固改造梁柱节点抗震性能的数值模拟分析
• 5.1 材料的本构模型
• 5.1.1 混凝土本构模型和应力-应变关系
• 5.1.2 钢筋的本构模型和应力-应变关系
• 5.2 破坏准则
• 5.3 收敛准则
• 5.4 有限元计算模型的建立
• 5.4.1 有限元模型的选取
• 5.4.2 单元类型的选取
• 5.4.3 模型的建立
• 5.5 有限元计算结果及分析
• 5.5.1 受力分析
• 5.5.2 滞回曲线及骨架曲线特性分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录