碳纤维加固中震损伤混凝土框架抗震性能试验研究

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本文设计了两榀两层两不等跨混凝土框架,编号为KJ-1、KJ-2,其中 KJ-1进行低周往复荷载试验直至破坏,作为对比试件中途不经加固;KJ-2先模拟中震破坏,即推拉至框架屈服,然后对梁端、柱端粘贴碳纤维布进行抗弯和抗剪加固,对节点区进行纵横双向加固。通过水平低周往复荷载试验,分析碳纤维布加固对中震损伤混凝土框架的破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、承载力退化、位移延性以及耗能能力等的影响,并与未损坏混凝土框架进行对比分析,从而对实际碳纤维布加固中震损伤混凝土框架提出一些指导性的意见。运用ANSYS有限元分析软件建立两榀框架的有限元模型,然后对框架在低周往复荷载下的受力全过程进行非线性分析,得到框架的滞回曲线、骨架曲线以及刚度退化曲线等,将理论分析结果与试验结果进行对比分析,发现试验值与模拟值大致吻合。  通过对比未损伤混凝土框架(KJ-1)和碳纤维加固中震损伤混凝土框架(KJ-2)的试验数据,得出了以下主要结论:  1.碳纤维加固损伤混凝土框架的屈服荷载和最大荷载都比混凝土框架的有所提高,说明碳纤维加固损伤框架已经达到并超过了损伤前结构的承载力,加固效果较为显著。  2.碳纤维加固中震损伤框架和未损伤框架的滞回曲线均呈反 S形,碳纤维加固损伤框架的粘滞阻尼系数并未大于未损伤框架的粘滞阻尼系数。因此就本试验来说,采用碳纤维加固中震损伤框架的耗能能力达不到框架损伤前的耗能能力。  3.经过碳纤维布加固后,损伤框架的极限位移和延性系数均比未损伤框架的有了很大提高,可以看出碳纤维布加固对框架延性贡献显著。  4.加载初期,碳纤维布对损伤框架刚度的贡献相对不明显;加载至框架屈服阶段时,碳纤维布明显开始发挥作用;到达破坏阶段时,碳纤维布依然可以明显减缓框架刚度的退化。  5.合理设计的不等跨混凝土框架薄弱部位在短跨梁端,在实际加固工程中,要进行合理的计算和分析,避免因加固不当而导致结构局部增强,引起塑性铰转移。
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