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增大截面法加固框架节点国内外研究现状

增大截面法加固框架节点国内外研究现状

    来源:万钧加固改造    发布时间:2019-06-30 17:09    浏览量:

  框架结构遭受地震时,节点的耗能性能好坏直接影响着整个结构的破坏形式,加固改造后的节点的抗震性能的研究还在起步阶段,国内外提出了几种加固框架节点的方法,并进行了相应的试验研究,分析了各加固方法的优劣,针对增大截面加固框架节点,国内外研究者做了不少的努力,针对加固后的框架节点进行了部分试验,但目前局限于节点层次,构件层次和框架层次的研究还很少。

增大截面法加固

  AICOCe等在1993年做了四个节点受较大的双向荷载的空间梁柱板节点加固试验研究,加固方案为增大截面加固,由于传统增大截面加固节点的核心区箍筋采用穿梁植筋实现,会消弱对核心区的约束作用,该试验中采用围绕节点的型钢代替核心区箍筋模拟对核心区的约束,其实已经是增大截面和外包角钢的复合加固方法,试验重点研究了影响加固效果的几个因素,包括加固位置、加固前是否损伤和箍筋布置方式,研究结果表明,此加固方法可以有效约束核心区混凝土。

  Dan R. Stoppenhagen等在1995年选择两层钢筋混凝土框架中间的十字节点作为研究对象,建立了1:3的缩模,先让其在反复荷载下严重破坏,然后用增大截面法加固了框架的节点和柱,形成了“强节点弱构件”与“强柱弱梁”的节点模型,研究了其在反复荷载下破坏形式和抗震性能,研究分析认为,梁端出现较为理想的塑性铰,加固的效果达到了“柱破坏晚于梁破坏”和“节点破坏晚于构件破坏”的目标。

  Hakuto, Park等在2000年做了3个框架节点的加固试验,框架节点选择的是中间层中节点,核心区未配置箍筋,试件设计考虑了加固前是否损伤和加固位置的影响,核心区附加箍筋的处理为穿梁对接钢筋套和不增加箍筋的对比,对比试验研究表明,仅加固柱截面的试件出现了剪切破坏,对梁柱节点全围套的试件在梁端出现塑性铰,研究者认为在核心区剪应力不大时可以在核心区不增设箍筋,而采取其他措施来弥补。

  TSOriOS等在2002年做了5个用增大截面法加固框架节点的试件试验,重点研究两面围套和三面围套混凝土加固节点的效果,设计了一个两面围套混凝土加固节点的试件和四个三面围套加固的试件,目的是为了解决工程实际中经常因为节点附近梁的影响而不方便四面围套的问题,试验结果表明:经过两面或三面围套混凝土加固,可以改变节点区域的破坏模式,使节点区混凝土压碎向梁端出现塑性铰转移,并且在试验中发现未围套混凝土的一侧也没有发现明显破坏,认为三面围套甚至两面围套也可以达到不错的加固效果。

青海快3官网   国内对增大截面加固框架节点也进行了部分试验研究,取得了一定的成果,但系统性的试验研究和理论分析还比较缺乏。

  同济大学的金国芳等在2000年进行了4个用增大截面法加固框架节点柱的试验,节点选用的是中间层中节点的十字形节点,通过低周反复荷载作用,分析了加固后的框架节点的受力情况和抗震性能,研究结果表明:用增大截面法加固框架节点柱是一种有效的加固方法,其不仅能提高节点的屈服荷载和极限荷载,对刚度和延性也有很大提高,有利于耗能以抗震;其认为在节点区由于箍筋的约束限制了混凝土的变形和开裂,梁纵筋在混凝土中的锚固性能也得到改善,梁纵筋的粘结滑移也有明显好转;并认为新加部分的钢筋混凝土直接参与了受力,认为新旧混凝土可以共同工作,但是前提是要对新旧混凝土界面进行妥善处理。

  东南大学的王玉镯在2004年进行了3个用增大截面法加固框架节点的试验研究,选用的是中间层中节点的十字节点,其中一个为对比构件未加固,另两个为增大截面法加固节点(梁柱均不加固),试验结果表明:经过节点加固的构件,其承载力有明显提高,延性也表现比较理想,新旧混凝土界面未出现明显滑移,认为新旧混凝土界面能共同工作,完成了剪力传递的过程。

  同济大学的余琼等在2005年进行了4个用增大截面法加固核心区低配箍率的框架节点柱的试验研究,其中一个为对比构件未加固,三个为增大截面加固柱,重点研究了在核心区配箍率很低的情况下,不同轴压力对试验的影响,试验结果表明:核心区低配箍率时,采用柱增大截面加固后,其承载能力和耗能能力均有良好的效果,但其延性表现不理想。本文作者分析其延性不理想,主要是因为核心区箍筋配置过少(仅有0。58% ),核心区混凝土开裂到后期阶段,箍筋的约束作用较低,不能有效的控制组合块体的继续变形,因此很快达到极限承载力,表现出延性不理想的现象。

  福州大学的郑建岚等在2012年进行了4个用增大截面法加固框架节点的试验研究,选用的是中间层中节点的十字节点,加固混凝土选用自密实混凝土,新旧混凝土界面经凿毛处理,梁纵筋绕过节点区拉通,柱采用四面围套,梁采取三面U型围套,加载为拟静力加载,改变参数为梁端初始应力,试验结果表明:用自密实混凝土进行增大截面加固框架节点,经界面处理后,新旧混凝土结合良好,没有明显滑移,可以认为新旧混凝土作为整体共同工作;随着梁端初始应力的增加,节点的承载力、刚度和极限变形均有所降低,所以应在设计中引起注意。

  框架节点的加固方法中,增大截面法提高的承载力幅度可观,传力途径可靠,后期变形能力强,具有良好的抗震性能,因此应在工程应用中推广,但是节点区新增箍筋需要穿梁植筋,施工难度大,约束效果不能完全保证,因此如何解决新增核心区箍筋问题是一个函待解决的问题。目前国内外对增大截面加固框架节点的试验研究还停留在节点层次,构件层次乃至结构层次的研究还需要进一步开展。



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