预应力CFRP布加固严重震损装配式柱抗震性能

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地震能够对建筑结构造成很严重的破坏,尤其对于节点较弱的装配式混凝土结构。随着我国六七十年代部分地区装配式建筑的大量建造,并考虑到我国建筑行业的可持续发展,需要创造一个资源节约型国家,而急需对损伤的装配式建筑采取适当的技术措施,对其进行修复加固研究。同时预应力加固技术可提供主动约束,有着良好的加固效果,而现阶段主要研究加固损伤现浇结构。因此,本文采用预应力碳纤维布加固震损装配柱,并进行抗震性能试验研究,对研究地震受损后的预制结构加固作用具有重要意义。本文首先设计和制作了4根考虑了轴压比、纵筋直径的未损伤装配式柱,分析其在低周往复荷载作用下的破坏形态和抗震性能。然后对这4根损伤后装配式柱进行修复加固,先凿除箍筋外围的碎裂混凝土灌注高强灌浆料修补,再在其外表面环向包裹4层预应力CFRP布,最后对修复的加固试件进行拟静力试验,从而对损伤前后试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性和耗能等抗震性能的差异性进行比较研究。因此,本文研究内容如下:(1)对未损伤装配式柱的抗震性能进行试验研究。其试验结果表明:未损伤试件的抗剪承载力和初始刚度随着轴压比和纵筋直径的增大而增大,且刚度退化速率也随之加快,而塑性变形和耗能能力却随着轴压比和纵筋直径增大而减小;并对各试件在试验过程的损伤状态大致划分了4个阶段。(2)对损伤修复装配式柱的抗震性能进行试验研究。其结果表明:损伤修复加固试件的抗震性能都能够恢复和提升,滞洄曲线都相对比较饱满,其位移和耗能能力都有不同幅度提高;随着轴压比和纵筋直径的增大,各修复加固试件较损伤前试件,其水平抗剪能力和位移延性都有所提高;其修复试件的塑性铰区变形随着轴压比和纵筋直径的增大,试件的弯曲变形所占比例减小。(3)从基于性能的双参数损伤模型出发,结合以上试验结果分析了震损装配式柱滞回耗能与位移延性系数的关系,计算出各试件的不同位移阶段的损伤指标值,将预应力CFRP加固震损装配式柱的损伤性能划分了5个等级,并对每一个损伤等级进行了定量分界划分。
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