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1、武汉大学学士学位论文AFRP加固钢筋混凝土梁柱节点抗震性能有限元分析AFRP加固钢筋混凝土梁柱节点抗震性能有限元分析摘要：运用有限元程序ABAQUS对AFRP加固钢筋混凝土梁柱节点的抗震性能进行了分析。模拟了在轴向压力与水平往复荷载作用下AFRP加固钢筋混凝土梁柱节点的力学响应，并与非加固梁柱节点的受力性能进行比较。研究了滞回曲线及其骨架曲线、裂缝位置、梁柱节点延性等。结果表明AFRP横向包襄梁柱节点能够增加梁柱节点的延性。改善梁柱节点的抗震性能。关键词：AFRP；节点；加固；抗震；ABAQUS第一章：绪论1．节点概述节点是框架结构传力的枢纽，起着传递和分配内力、保证整体性的作用。在地震
2、作用下，节点核心区经受着很大的水平剪力，一般约为柱子剪力的4～6倍，易产生剪切脆性破坏。另外由于反复荷载的作用导致钢筋粘结退化，发生钢筋锚固破坏，从而大大降低节点的强度、刚度和耗能能力。节点一旦破坏，会使结构处于极为不利的受力状态，甚至导致整个结构的倒塌。为了避免节点先于梁柱构件而破坏，钢筋混凝土框架结构抗震设计中以“强节点弱构件”作为设计原则。当框架节点由于设计、施工不当，或是使用功能、使用环境发生改变，或是对结构抗震要求提高等原因造成承载力不足，延性、刚度不够或是抗震性能不足时，需对其进行加固补强。钢筋混凝士节点作为框架结构中一个重要组成部分，起到连接梁柱构件、传递和分配内力、保证结
3、构整体性的作用。震害与研究表明，框架结构在水平与竖向荷载作用下，节点往往由于受到压力、弯矩和剪力的共同作用成为结构抗震的薄弱环节，因此，节点破坏成为框架倒塌的土要原因之一。在框架结构中节点尺寸较小但构造相对复杂，并分布着较高的作用力，引起节点发生局部非线性损伤，增加了加固处理的难度。直交梁与楼板的存在使加固材料难于布置，梁柱端部凹角处较强的拉力和剪力作用需要特殊的锚同处理，柱边梁塑性铰引起的梁筋屈服渗透会降低节点耗能性能与刚度等等，这些问题都限制了一些传统方法的实施，需要探讨一些新的加固方法，或对传统方法进行一些改良完善，使其适用于节点加固。1．2加固方法概述近半个世纪以来,我国加固技术
4、从无到有,加固材料从传统发展到现在。特别是20世纪80年代以来,结构加固技术发展迅速,加固对象已经扩展到建设工程的各类结构。其中混凝土加固研究相对成熟,并得到广泛应用。本文对既有混凝上构件加固常用方法[1-4]归纳如下：(l)加大截面法[2]加大截面加固法是指通过增加原构件的受力钢筋,并在外侧重新浇注混凝土以增加构件的截面尺寸,来达到提高结构的强度、刚度、抗裂性和稳定性的目的。该方法的优点是施工工艺简单,技术比较成熟,可靠性好。其缺点是加固后构件的截面尺寸变大,结构使用净空变小,与此同时结构自重增加。一般适用于梁、板、柱、墙等构件的加固。(2)喷射混凝土加固法[3]喷射混凝土法是借助喷射
5、机械,利用动力,将一定比例配制的拌合料,通过管道输送并以高速喷射到加固面上,凝结硬化成混凝土。此法加固后试件具有较高的力学性能和良好的耐久性能,特别是与砖石、混凝土、钢材有很高的粘结强度,能够在结合面上传递剪应力和拉应力。其缺点是需要专门的大型施工设备才能完成。(3)粘钢加固法[4]粘钢加固法始于六十年代,是用特制的结构胶将钢板粘贴到要加固的原件表面,使钢板与混凝土成为一体,共同受力、承受变形,从而达到提高结构构件承载力的一种加固方法。该方法具有操作方便、施工周期短、现场无湿作业、占用空间小、对生产生活影响小、加固后不影响结构外观等优点;但该方法钢板的锚固和粘结质量难以保证、对环境温湿度
6、要求高,耐腐蚀性差,加固后的维护费用高,并且增加结构自重。十多年来,粘钢技术发展迅速,适用于承受静力作用处且正常的适度环境中。目前广泛应用于建筑和公路桥梁加固。(4)外包钢加固法[4]外包钢加固法是用环氧树脂、乳胶水泥或焊接等方法,用型钢(角钢)或钢板等材料将梁、柱等构件包裹起来,通过约束原构件来提高其承载力和抗变形能力,从而达到增加原结构抗力的目的。该法可以在基本不增加构件截面尺寸的情况下,大幅度地提高构件的承载能力和刚度;受力可靠、施工便捷、施工期短,现场工作量较少。因而比较适用于对净空有使用要求,又需要较大幅度提高承载力的轴心受压构件和小偏心受压构件。该方法的缺点是用钢量较大,加固
7、维修费用较高。(5)增设支点加固法增设支点加固法是通过增设支点(柱或托架)去改变原结构受力体系的加固方法。增设支点加固通过减小被加固结构构件的跨度、改变结构不利的受力状态,提高其承载力。该方法优点是简单可靠。缺点是结点处理困难、施工难度大,且改变原结构的建筑布局。主要用于大跨度结构,以及对外观和使用功能要求不高的梁、板、析架、网架等水平结构的加固,(6)预应力加固法预应力加固法是通过施加预应力钢筋或撑杆对结构进行加固的方法。其优点是
