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RC梁柱边节点置换加固高温后抗震性能试验研究

杨帆  
【摘要】:钢筋混凝土(RC)梁柱节点是框架结构中重要的传力构件,但由于设计或施工原因造成的梁柱节点混凝土振捣不密实形成空洞或混凝土强度低于设计值的事故时有发生,导致RC节点部位的抗剪承载力降低,需要进行置换加固来恢复结构的承载能力。同时火灾和地震依旧是对建筑结构威胁最大的两大灾害,置换加固后的梁柱节点依然面临着遭受火灾和地震作用的可能性。因此,研究置换加固梁柱节点在经受火灾后的抗震性能具有重要意义。为了达到上述目的,本文进行了如下研究:(1)对C30混凝土整浇梁柱边节点和核心区浇筑C20混凝土的梁柱边节点进行了常温下拟静力试验,对比分析两个节点的破坏特征、承载能力、强度刚度退化、耗能能力和延性等抗震指标,研究了混凝土强度低对钢筋混凝土梁柱边节点抗震性能的影响。研究结果表明:两个节点的破坏模式相同,但核心区浇筑C20混凝土的梁柱边节点梁端开裂荷载、核心区开裂荷载、峰值荷载和破坏荷载的平均值相比C30混凝土整浇节点分别降低了5.9%、19.6%、23.6%、28.4%,强度和刚度退化更剧烈;C30混凝土整浇节点的耗能能力是核心区浇筑C20混凝土节点的1.35倍。(2)对核心区采用C35混凝土和高性能灌浆料置换加固的梁柱边节点进行常温下拟静力试验,将试验结果与C30混凝土整浇节点和核心区浇筑C20混凝土的节点进行了对比。研究结果表明:采用C35混凝土和高性能灌浆料置换加固的梁柱边节点承载力较C30混凝土整浇节点均有提升;随着核心区混凝土强度等级的提升,节点的强度和刚度退化程度降低;采用C35混凝土和高性能灌浆料置换加固的节点耗能能力是核心区浇筑C20混凝土节点的1.31倍和2.27倍。(3)对C30混凝土整浇节点、核心区采用C35混凝土和高性能灌浆料置换加固的节点先进行高温试验再进行拟静力试验,研究了高温(100℃、300℃和500℃)对整浇节点和置换加固节点抗震性能的影响。研究结果表明:在500℃范围内,随着温度的升高,整浇节点和置换加固节点的承载力总体上呈现不断下降的趋势,强度退化程度减缓,初始刚度降低;当火灾温度升至500℃时,C30混凝土整浇节点、C35混凝土加固节点和高性能灌浆料加固节点在相同位移下的累计耗能较常温分别降低了19.3%、9.4%和22.3%。此外,较高的温度会对高性能灌浆料加固节点在强度、刚度、耗能方面的加固效果造成更为明显的削弱。(4)基于某RC框架结构梁柱节点事故实例,分析了事故出现原因和处理方法,介绍了采用高性能灌浆料进行置换加固时的施工工艺流程,明确了加固过程中的监测方案,可为日后处理类似工程问题提供参考。该论文有图75幅,表46个,参考文献100篇。


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