基于塑性铰外移的加固节点抗震性能试验研究

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鉴于节点在框架结构中的重要作用,梁柱节点失效往往会导致结构整体破坏,破坏形式多为梁筋屈服伸长与滑移产生的梁柱相交面裂缝过大,造成粱脱离柱体转动,梁端的屈服变形集中在粱柱交界处且梁端受拉钢筋的应变只能维持在略超过屈服应变的水平,梁塑性铰退化,组合体无法形成理想的梁端塑性铰耗能机构。为保证框架结构在地震作用下发挥较好的整体抗震性能,保证人民生命财产安全,提出一种有效的加固方法使梁端铰外移,改善框架整体的抗震性能。 通过一个对比试件、三个不同角钢加固形式的试件的低周反复加载试验,观测各试件在反复荷载下的开裂、破坏全过程及破坏形态等试验现象,对比分析钢筋、螺杆与角钢应变、荷载-位移滞回曲线、开裂荷载、极限荷载等数据,评价各节点的延性、刚度及耗能能力等抗震指标。试验表明通过角钢加固、对拉螺栓锚固的节点具有良好的抗震性能,是一种行之有效的节点加固方法。 在既有钢筋混凝土框架节点受力机理研究成果基础上,根据加固节点试验结果分析,对角钢加固节点受力机理进行理论分析,探讨影响加固效果的因素,加固节点实现扩大的的斜压杆加固增强机制,分析加固后梁筋粘结退化的改善情况,最后提出加固材料选取原则,给出设计与施工建议,为工程实践提供了理论基础和设计建议。 基于ABAQUS有限元分析软件平台对加固节点进行非线性有限元模拟,选取合理的材料本构模型,分析节点各组成部分的应力应变、混凝土与梁筋的等效塑性应变的分布和发展,并比较各试件的骨架曲线。计算结果与试验结果吻合较好,验证试验结果并为理论分析提供依据。
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