外置薄壁钢管加固火灾后混凝土柱的抗震性能研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1200404009密级：外置薄壁钢管加固火灾后混凝土柱的抗震性能研究StudyonSeismicPerformanceofReinforcedConcreteColumnsafterFireStrengthenedwithThin-WallSteelTube作者姓名：任亚坤指导教师：徐玉野副教授实际单位导师：林晓康高工专业学位类别：工程硕士专业学位专业学位领域：建筑与土木工程研究方向：工程结构防灾所在学院：土木工程学院论文提交日期：二〇一五年六月九日学位论文独创性声明本人

2、声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。论文作者签名：签名日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：指导教师签名：签

3、名日期：签名日期：摘要摘要采用外包薄壁钢管、内灌自流平微膨胀灌浆料加固受火后混凝土柱，具有可将钢管作为灌浆料的模板、方便施工，同时钢管不易出现局部屈曲，新老材料共同工作性能好，显著提高受火后混凝土柱的承载力和刚度等优点。显然，对这一新型的加固技术进行系统的试验研究和计算分析，并建立相应的加固设计方法是必要的。本文对外置薄壁钢管加固受火后钢筋混凝土柱的抗震性能进行了试验研究和计算分析，开展了2根未受火钢筋混凝土柱、2根受火后未加固钢筋混凝土柱和10根外置薄壁钢管加固受火后钢筋混凝土柱的拟静力试验，考察了宽厚比、轴压

4、比、剪跨比及加固方式等参数对外置薄壁钢管加固受火后混凝土柱抗震加固效果的影响情况。主要工作和结论如下：（1）薄壁钢管加固可显著提高受火后混凝土柱的受剪承载力、极限变形和累计滞回耗能，且加固后试件的割线刚度与未受火试件相比相差较小。（2）宽厚比对加固试件的抗剪承载力、极限变形能力、刚度和耗能能力影响较大，对延性影响较小。加固试件的极限位移、累积耗能随薄壁钢管宽厚比的增大而减小。加固试件Z3(宽厚比100)、Z6(宽厚比150)的抗剪承载力与受火后未加固试件Z2相比分别提高了41.8%、46.9%；剪跨比为3.0时，

5、加固试件Z10(宽厚比100)、Z14(宽厚比150)的抗剪承载力与受火未加固试件Z8相比分别提高了62.5%、55.5%。（3）轴压比对外置薄壁钢管加固火灾后混凝土柱的抗剪承载力、刚度、耗能能力和延性影响较大，对极限变形能力影响较小。随着轴压比增大，加固试件的抗剪承载力也随之增大，但当轴压比增大到一定程度时，再增大轴压比，加固试件的抗剪承载力反而略有下降。加固试件的耗能能力、割线刚度随轴压比增大而增大，但当轴压比增加到一定程度时，加固试件的刚度增加幅度明显降低。（4）剪跨比对加固试件的抗剪承载力、极限变形能力、

6、延性、刚度的影响比较明显。随着剪跨比的增大，加固试件的抗剪承载力、极限变形能力和延性的提高幅度降低。剪跨比为1.78时，加固试件的极限变形能力提高了149.6%，抗剪承载力提高了41.8%；剪跨比为3.0时，加固试件的极限变形能力提高了90.1%，抗剪承载力提高了38.6%。I华侨大学硕士学位论文（5）加固方式对外置薄壁钢管加固受火后混凝土柱的加固效果影响较大。就受剪承载力、耗能能力和刚度的改善程度而言，第三种加固方式>第二种加固方式>第一种加固方式；就延性的改善程度而言，第一种加固方式>第三种加固方式>第二种加

7、固方式；就极限变形能力的改善程度而言，第三种加固方式优于其他两种加固方式。（6）参照《混凝土结构设计规范》，建立了外置薄壁钢管加固火灾后混凝土柱抗剪承载力的实用计算公式，为受火后混凝土柱的加固设计提供参考。关键词：钢筋混凝土柱火灾后薄壁钢管加固设计IIAbstractAbstractReinforcingtheRCcolumnsafterfirewiththin-wallsteeltubesandself-levelingmicroexpansiongroutingmaterialhavetheadvantage

8、softhesteeltubecanbeusedasthetemplateforgroutingmaterialandconvenientconstruction,andthesteeltubeisnoteasytoappearlocalbuckling,significantlyimprovethefireafterconcretecolumnbearingcapaci