钢构套加固震损方钢管混凝土框架边节点试验研究

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我国地处地震多发带,地震中大量建筑结构遭受地震损伤,但对于大部分满足抗震设计规范的受损建筑,无论从解决灾区群众安居问题的急迫性或是从灾后重建的经济性来看,“加固、修复”都比“推倒重建”合理。而结构震后加固修复区别于结构抗震加固,结构抗震加固是原结构不满足抗震设防要求而进行加固以提升其抗震能力;结构震后加固修复是在原结构受到地震损伤的前提下,通过对损伤进行加固修复达到恢复原抗震能力或提升其抗震能力的目的。方钢管混凝土结构具有优越的力学性能及抗震能力,对加固修复震损方钢管混凝土结构的抗震性能具有研究意义。本文针对震损方钢管混凝土框架边节点加固修复后的抗震性能进行试验研究,涉及的研究工作及研究成果主要表现为:(1)提出钢构套加固方案。试验按1:2比例设计制作了5根方钢管混凝土框架边节点的模型,针对其中3根节点构件进行了不同预损加载试验,提出并设计具体钢构套加固方案,加固后进行低周往复荷载破坏试验;另外2根作为参照,1根按同样方案加固处理和1根未处理均进行低周往复破坏试验。(2)钢构套加固震损方钢管混凝土框架边节点的抗震性能。试验通过对边节点的荷载-位移、荷载-应变滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗散能力、刚度退化及强度退化等参数分析研究钢构套加固震损边节点的抗震性能。钢构套加固的震损节点滞回曲线饱满,极限承载力和位移延性系数均有一定程度的提高,加固节点的抗震性能得到了很大改善,验证了钢构套加固的有效性;钢构套加固保证了“强柱弱梁”的抗震延性及变形耗散能力,破坏形态均为钢梁弯曲破坏,加固有利于结构的整体抗震验证了钢构套加固的有效性;钢构套很好的保护了钢管内的混凝土,避免其在损伤后受到二次破坏,并在一定损伤程度情况下,加固节点的抗震性能恢复并超过受损之前。(3)钢构套加固震损边节点承载力计算分析。考虑方钢管混凝土框架边节点加固修复后震损的影响,基于现行的矩形钢管混凝土技术规程,建立钢构套加固方钢管混凝土框架边节点考虑初始损伤的承载力计算公式。
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