论文部分内容阅读
结构设计与施工失误、建筑物使用功能变更和增层、老旧建筑设防标准过低、抗震规范条款变动等因素导致许多既有建筑抗震性能不足。本文提出了一种新型钢筋混凝土柱抗震加固方法,即采用预应力钢板箍对RC矩形截面柱施加主动横向约束,以提高RC柱抗震性能,并在国内首次开展矩形截面RC柱预应力钢板箍加固试验。 通过6个配筛构造未满足规范要求的RC短柱(λ=2.0)试件(1个未加固试件和5个加固试件)的低周反复加载试验,研究采用横向预应力钢板箍加固混凝土柱抗震性能的效果。主要研究的试验参数为预应力水平α和轴压比n。试验结果表明,横向预应力钢板箍能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,将试件破坏形态由剪切破坏转变成具有较好延性的弯曲破坏,并大幅度地提高短柱的变形能力。 加固后试件的位移延性比比未加固试件均提高3倍以上,且位移延性比随横向预应力水平的提高而有所增大。相同预应力水平下,试件的位移延性比随轴压比增大而有所降低,但在预应力钢板箍有效约束下,试验轴压比为0.53的试件仍具有5.6的位移延性比。试件耗能性能随预应力水平的增大而提高,预应力水平达到0.35时钢板筛已能够对较高轴压比试件形成良好约束,在1/15位移角循环,中等预应力水平的高轴压比试件PC4(α=0.35、n=0.53)的耗能性能仍好于小预应力水平小轴压比试件PC5(α=0.15、n=0.29)。 在对约束混凝土理论和试验研究分析基础上,指出钢套管约束混凝土本构关系试验中不可避免存在套管承担部分轴向压力的问题,通过应用通用有限元软件ANSYS建立不考虑纵向作用的钢套管约束混凝土模型,进行轴心受压全过程非线性分析,并借鉴传统模型的形式,建立考虑预应力水平的约束混凝土本构关系,为以后的理论分析及试验研究奠定基础。 运用有限元软件对试验过程的数值模拟结果与试验结果的比较表明,本文使用的单元类型、材料模型和横向预应力模拟方法能够对预应力钢板箍加固RC短柱的拟静力试验过程进行较为准确的数值模拟,计算所得的P-△曲线与试验的骨架曲线吻合较好。在基本肯定了有限元分析结果基础上,进一步研究了箍板配置