一种面向框架体系的抗震补强子结构的试验研究

发布时间：2022-11-06 12:35

　　框架结构的抗震补强加固主要针对的对象是抗震设防等级不足的老旧建筑以及震后没有出现严重损伤,经过补强加固之后可以正常使用的建筑结构。本文在现有的混凝土,钢框架梁柱节点连接方式上选择最常用的现浇节点、后浇整体式混凝土连接节点,顶底角钢框架梁柱节点为基础加以连接设计改进,提出了一种面向框架结构的新型补强方案,所用到的补强单元分别定义为为混凝土补强子结构和轧制角钢连接的钢构件补强子结构,此方案可以用于对现有抗震设计不足的结构进行补强,也可以适用于震后损伤结构的修复加固。本文主要针对所提出的补强方案的补强单元进行拟静力试验研究,分析其抗震性能表现。试验共设计了一组整浇混凝土补强子结构试件、一组后浇整体式混凝土补强子结构试件以及三组轧制角钢连接的钢构件补强子结构试件,通过低周循环往复加载试验研究分析不同的制作方式、不同的加载制度对其强度、刚度、滞回性能以及耗能能力等抗震性能的影响。试验结果表明:（1）在相同的低周往复加载制度下,混凝土补强子结构的整浇试件和后浇试件均得到混凝土构件典型的弓形滞回曲线,滞回环出现捏拢;而采用角钢连接的钢构件补强子结构得到饱满的梭形滞回曲线;（2）在不同的加载制度下,采... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 需要加固补强的既有结构分类
        1.2.1 抗震设防等级不足的建筑
        1.2.2 震后需加固补强的建筑
    1.3 框架结构加固补强方法发展以及应用现状
        1.3.1 增大截面加固法
        1.3.2 外包钢套加固法
        1.3.3 粘贴碳纤维布加固法
        1.3.4 增设消能减震装置
    1.4 框架梁柱节点的研究现状
        1.4.1 混凝土框架梁柱节点研究现状
        1.4.2 钢框架梁柱节点研究现状
    1.5 本文研究内容
第2章 新型补强子结构的拟静力试验设计
    2.1 新型补强子结构的布置方案
    2.2 试件设计
        2.2.1 试验目的
        2.2.2 补强子结构试件设计
        2.2.3 材性试验
    2.3 加载装置及试验方案
        2.3.1 补强子结构试件加载装置
        2.3.2 加载制度
        2.3.3 补强子结构试件数据采集
第3章 新型补强子结构的拟静力试验结果分析
    3.1 试验现象
        3.1.1 混凝土补强子结构试件试验现象
        3.1.2 钢构件补强子结构试件试验现象
    3.2 位移数据分析
    3.3 应变数据分析
    3.4 滞回曲线
    3.5 骨架曲线
    3.6 强度退化
    3.7 耗能性能分析
    3.8 刚度退化分析
    3.9 本章小结
第4章 ABAQUS数值模拟与参数分析
    4.1 有限元模型
        4.1.1 ABAQUS简介
        4.1.2 材料属性
        4.1.3 单元选择与网格划分
        4.1.4 边界条件与加载
    4.2 有限元模拟结果
        4.2.1 角钢的应变与变形情况
        4.2.2 滞回曲线对比
        4.2.3 骨架曲线对比
    4.3 参数分析
        4.3.1 轧制角钢厚度的影响
        4.3.2 摩擦系数的影响
    4.4 本章小结
第5章 钢构件补强子结构OpenSees数值模拟
    5.1 模型建立
        5.1.1 模型简化
        5.1.2 本构关系
        5.1.3 加载历程
    5.2 模拟结果
        5.2.1 滞回曲线对比
        5.2.2 骨架曲线对比
        5.2.3 耗能性能对比
    5.3 本章小结
第6章 安装补强子结构的钢框架体系的时程分析
    6.1 原框架模型的选用
    6.2 安装补强子结构的钢框架模型建立
    6.3 安装补强子结构的钢框架体系的时程分析
        6.3.1 瞬时层间位移角对比
        6.3.2 最大残余层间位移角对比
    6.4 本章小结
第7章 结论和展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
在学期间研究成果
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]外包角钢加固震损型钢混凝土节点试验研究[J]. 许成祥,马作涛,王辰飞,肖良丽.  广西大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]基于OpenSees的SRC框架结构抗震性能数值模拟及参数分析[J]. 许成祥,邓杰,查昕峰.  广西大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]部分填充式组合结构框架装配节点静力试验及受剪承载力计算[J]. 传光红,陈以一.  建筑结构学报. 2017(08)
[4]震损型钢混凝土框架柱外包钢加固试验研究[J]. 许成祥,万冲,潘航,倪铁权.  四川建筑科学研究. 2017(02)
[5]钢筋混凝土框架结构震后加固方案优选[J]. 张亮泉,付皓然,毛晨曦,张昊宇.  地震工程与工程振动. 2017(02)
[6]外包钢加固钢筋混凝土框架梁受力性能分析[J]. 徐铨彪,干钢,陈刚.  建筑结构学报. 2016(12)
[7]高轴压比装配整体式预应力混凝土框架中节点抗震性能试验研究[J]. 廖显东,胡翔,马荣全,苗冬梅,薛伟辰.  建筑结构学报. 2016(10)
[8]T形截面钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁加强环筋连接节点抗震性能试验研究[J]. 刘记雄,戴绍斌,黄俊,霍凯成,曾辉.  建筑结构学报. 2016(08)
[9]新型装配式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁框撑体系振动台试验研究[J]. 李正良,徐姝亚,刘红军,焦安亮.  土木工程学报. 2016(02)
[10]碳纤维布及钢板复合加固震损方钢管混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 倪铁权,许成祥,赵斌,张继承.  武汉大学学报(工学版). 2016(01)



本文编号：3703510