基于纤维布/绳的装配式RC框架防连续倒塌加固试验研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:andywu2009
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既有建筑中,钢筋混凝土(RC)结构量大面广,其中,框架结构的整体稳固性相对较差,尤其是装配式RC框架结构。目前多数结构在设计时未考虑防连续倒塌,随着设计标准的提高,将来势必面临大量防连续倒塌的加固需求。然而目前防连续倒塌加固方面的研究很少。传统加固方法用于防连续倒塌加固有两个难题:对于抗震性能没有问题的结构,如何不违背“强柱弱梁”原则进行防连续倒塌加固;传统加固方法能否适用于连续倒塌时的大变形破坏形态。本文对预制装配RC框架结构中最常用的装配整体式开展子结构加固试验研究,首先对传统的外贴碳纤维布加固方法进行改进,用混杂纤维锚固束来锚固侧贴的碳纤维布;其次,提出采用外包芳纶纤维的T700碳纤维绳(不浸渍胶)进行体外加固的新方法,给予一定的预松弛量,并针对加固的关键问题即锚固问题,提出了人工绑扎绳结和扩大头后锚固两种锚固方法。设计并制作四榀按1:2缩尺的拆除中柱的装配式RC框架子结构,一榀采用在梁侧面粘贴碳纤维布并使用混杂纤维锚固束来锚固的加固措施,一榀采用钻孔并植入碳纤维绳的加固措施,一榀采用直接绑扎碳纤维绳并使用绳结锚固的加固方式,最后一榀作为对比试件不加固。在子结构两端边柱设置有效的侧向约束,在中柱施加采用位移控制的竖直向下荷载,通过和未加固试件的对比,研究装配式RC框架结构的倒塌破坏机理、三种不同加固方式的子结构的破坏形态与加固效果,并基于试验结果提出针对装配式RC框架防连续倒塌的预防性加固的设计和构造措施建议。混杂纤维锚固束锚固的侧贴碳纤维布加固措施在结构极限变形前可以有效提高子结构的抗连续倒塌能力,但之后由于结构大变形下碳纤维布的剥离破坏导致加固失效。对于碳纤维绳加固方法,两种锚固措施(扩大头后锚固和直接绑扎绳结)均可以保证碳纤维绳拉断前锚固不失效。通过预设松弛量,碳纤维绳加固对子结构“梁机制”阶段与“拱机制”阶段的影响很小,在子结构进入“悬链线机制”阶段后,碳纤维绳帮助框架梁承担上部荷载转化的悬索力,有效提高了子结构在“悬链线机制”阶段的承载力,改善了子结构的抗连续倒塌性能。基于试验结果提出侧贴纤维布加固、植碳纤维绳加固、绑扎碳纤维绳加固的设计计算方法与工法。其中碳纤维绳加固主要在“悬链线机制”阶段发挥作用,具有受力明确、计算简单、施工快捷的优点。
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