震损混凝土节点粘弹性减震加固方法及其性能试验研究

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混凝土框架结构中,节点是极为重要的组成部分之一。然而工程实践表明,在地震中混凝土框架节点相比于其他构件更容易发生破坏。目前,国内外对无损伤混凝土框架节点加固的研究较多,但是对震损混凝土框架节点加固的研究较少。为了更好地加固震损混凝土框架节点,增强震损建筑结构的抗震性能,本文基于外包钢套加固混凝土节点方法,引入粘弹性材料,出了一种新型的加固震损节点的方法——粘弹性外包钢加固方法,并对加固后震损节点的抗震性能进行了研究。本文主要进行了以下工作:(1)设计并制作了五个T形节点试件,包括无损对比节点试件,一个采用纯外包钢加固方法加固的重度预损节点试件,两个采用粘弹性外包钢加固方法加固的重度预损节点试件,一个用灌浆料替换破碎混凝土并用粘弹性外包钢加固的完全震损节点试件。考虑到加固节点时用到的粘弹性材料的性能特点,试验加载频率设定为2Hz。对试验数据进行整理与分析,得到了各个节点的抗震性能参数。试验结果表明,加固后的节点强度比无损节点强度更高;粘弹性垫在加载时不断挤压,变形较大,说明粘弹性垫起到了耗能减震作用;采用粘弹性外包钢加固后的节点初始刚度较无损节点略小,但刚度退化程度更轻;加固后节点试件的总体耗能比无损节点更大,且采用18mm粘弹性垫的粘弹性外包钢加固后的节点耗能最大。(2)采用有限元软件ABAQUS建立了相应的有限元模型,对除了完全震损节点之外的节点进行了数值建模与分析,并研究了粘弹性垫厚度与钢板厚度两个参数对加固效果的影响。结果表明,所建立的有限元模型能够较好地模拟加固后震损节点的抗震性能。粘弹性垫厚度不同,对于节点的强度、刚度影响不大;而钢板越厚,加固后节点的初始刚度、刚度退化与强度等性能表现更优。本文的创新点为:出了震损节点的粘弹性外包钢加固方法,将粘弹性材料引入到外包钢加固方法中,并通过抗震性能试验与数值模拟验证了此种方法具有较好的加固效果。
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