外包钢套加固震损框架节点试验研究.pdf

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1、低温建筑技术2012年第4期(总第166期)圈外包钢套加固震损框架节点试验研究张克纯，陆洲导(1．无锡高铁商务区建设局，江苏无锡214105；2．同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092)【摘要】针对震损框架节点加固后的抗震性能，进行了5个空间框架节点加固试验。试验研究了灌缝、预损程度等因素对外包钢套法加固效果的影响。试验结果表明，外包钢套法在提高节点承载力、刚度及抗震性能等方面效果明显，节点破坏形式由加固前的“弱柱强梁”转变成加固后的“强柱弱梁”。试验表明加固后节点恢复并超过受损前的抗震性能，说明外包钢套法是合理而有效的。【关键词】地震损伤；空

2、间框架节点；加固；外包钢套；抗震性能【中图分类号】TU375．4【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)04—0028—03地震灾害发生后，房屋会受到不同程度的破坏与损伤，级循环3次，当试件承载力下降到最大荷载的85％或滞回为确保受损结构安全，需对震损结构进行加固修复，但现行环出现不稳定状态时试验终止O规范未考虑结构初损对加固效果影响，目前加固研究对象多为未受初损结构，未考虑初始损伤对加固构件抗震性能§船2j§l：1壬：-：的影响。本课题选择震损框架节点为研究对象，通过对5个。3I土皿斡不同损伤程度的空间框架节点进行外包钢套加固试验，

3、以．．一}f1审研究外包钢套法加固震损框架节点的抗震性能。理照∞l2u圭：：．目孵-姗501试验概况霹14oI．1．1试件设计㈣共制作5个配筋相同的钢筋混凝土(C25)梁板柱空间节点，试件尺寸与配筋见图1，试件概况见表1。图1试件尺寸与配筋表1试件概况图2试件的外包钢套加固图如表1所示，J0是对比试件，未受损未加固，直接进行1．3试验过程抗震试验；先对儿、J2和J3预加初始损伤，再进行加固试J0试件在力控制加载时，节点处于弹性阶段；在位移控验，其中J3未作注浆修复处理；J4未受损直接进行加固试制阶段，当柱顶位移24mm时，柱侧出现细微裂缝，主、次梁验。

4、钢板原始厚度均为3mm，打磨后实测厚2．5ram。试件端出现裂缝；位移36mm时，裂缝继续发展，楼板沿次梁出现加固图见图2，加固后的构件编号见表1。一条贯穿性裂缝，上柱端部的混凝土开始变得疏松、剥落；1．2加载方案位移48mm时，下柱角部混凝土剥落，板沿次梁均出现贯穿试验时在柱顶一次性施加竖向荷载200kN，轴压比保持性裂缝；位移60mm时，下柱角部裂缝连成一片，板贯穿裂缝在0．5。加载时采用位移和力两个指标进行控制。梁主筋进一步变宽，裂缝呈45度向次梁贯穿延伸，同时下柱混凝土屈服前用力控制，每级循环2次，主筋屈服后用位移控制，每碎裂、露出骨料；位移7

5、2mm时，下柱核心区混凝土剥离，主[基金项目]“国家科学支撑计划重点项目课题一震损建筑的抗震鉴定加固关键技术研究”(2009BAJ28B02)；土木工程防灾国家重点实验室基金(SLDRCE09一D一02)张克纯等：外包钢套加固震损框架节点试验研≥29z褥埠*瞽0O8O40O4O梁底部出现裂缝；位移84ram时，上柱端部混凝土剥落，柱钢2试验结果分析筋外露，核心区处混凝土剥落，下柱纵筋和核心区箍筋外2．1破坏模式分j昕露；位移90ram时节点承载力显著下降，节点失效，试验停J0在靠近柱根处出现“梁铰”，荷载增加后在柱端逐渐止。从试验现象判断J0破坏形态为

6、柱端弯曲破坏和核心·区出现裂缝并形成“：住铰”，最终破坏形态如图3所示的柱端剪切破坏共同发生。弯曲和核心区剪切混合破坏。J1⋯RJ4R在加载初期就以J2一R为例对试验现象进行说明：2gmm时角部出现发生胶体开裂，表明钢套在加载初期就参与受力。胶体脱微裂缝，离次梁约20era处贯穿板面，灌缝修补的裂缝重新离后，因螺栓的锚固作用，试件极限位移和承载力仍大幅提开裂；36ram时胶体脆裂声密集，沿主梁面钢板胶体与混凝高，螺栓与胶体联合抗剪效果明显。与J0相比，外包钢套加土完全剥离，裂缝继续扩展；主梁侧未加固区出现45。斜裂固效果好，图4所示l粟与节点脱离破坏，

7、呈“强柱弱梁”缝；48mm时裂缝延伸至柱根，主梁顶面钢板胶体与混凝土特征。完全剥落；60mm时梁底折向柱的钢板断裂；72mm时板面钢板两侧螺栓被拉弯，裂缝继续扩展，周边混凝土剥落，次梁出现扭转裂缝，下柱箍板焊缝断裂；84ram时裂缝宽达12mm，主梁与柱间混凝土完全断裂；96ram时裂缝宽达15mm，主梁箍板与柱角处钢板完全断裂，构件裂缝处混凝土剥落加剧；108ram时裂缝达18ram，柱箍板严重翘曲，次梁端扭转裂缝加剧，混凝土大块剥落；120ram时部分裂缝宽达22ram，下柱箍板脱开，靠近箍板处角钢也脱开，柱右侧钢板胶体与柱侧混凝土完全剥离；132

8、ram时构件承载力大幅度下降，柱侧钢板变形严重，板面裂缝最宽达到25mm。试验现象表明该震损构