系锚CFRP间接加固砼框架中节点抗震性能影响因素分析

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摘要:节点是钢筋混凝土框架的一个重要组成部分,节点的破坏极有可能导致整个结构的倒塌。由于直交梁与楼板的存在使得CFRP直接加固节点核心区难以实现,还会因为CFRP锚固不足而产生剥离破坏。采用CFRP间接加固与节点相连的梁柱端,同样可以有效提高节点的承载力和抗震性能,且更适合于实际工程中混凝土框架空间节点的加固。本文通过18个系锚CFRP间接加固混凝土框架节点的有限元数值模拟分析,研究了不同因素对加固节点抗震性能的影响,探讨了系锚CFRP加固混凝土框架节点的承载力计算方法,并将有限元数值模拟结果和理论计算结果进行了对比验证。本文的主要工作和研究成果如下:1)通过系锚CFRP间接加固混凝土框架节点的有限元数值模拟分析,探讨了节点的承载力特征值、延性、功比指数等抗震性能,并通过与已有试验的滞回曲线、骨架曲线、荷载特征值和延性系数的对比分析,验证了有限元模型的可行性和合理性。2)通过18个低周反复荷载作用下系锚CFRP间接加固混凝土框架节点的数值模拟分析,研究了混凝土强度等级、核心区箍筋配筋率、剪跨比、轴压比、梁端纵筋配筋率、梁端箍筋配筋率、纵向CFRP条带配置率和横向CFRP条箍配置率等8个因素对加固节点承载力和抗震性能的影响,并对加固节点的工作机理进行了探讨。3)分析结果表明,提高混凝土强度等级、剪跨比、梁端纵向钢筋配筋率、梁端纵向CFRP配置率可以增大加固节点的承载力特征值;轴压比主要影响节点的抗震耗能能力;增大节点梁端CFRP条箍配置率、梁端箍筋配筋率或节点核心区配箍率可明显提高节点的延性。4)推导了系锚CFRP间接加固节点梁端抗弯、抗剪和节点核心区抗剪承载力的计算公式,理论计算结果与有限元模拟结果吻合良好,可供实际工程加固设计参考。
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