损伤混凝土框架抗震加固Pushover分析——河南省重点科技攻关项目(132102310277)

摘要

近年来，损伤钢筋混凝土框架的抗震加固越来越受到人们关注。结构不同损伤类型及损伤程度将直接影响加固方案以及加固后结构的抗震性能。目前针对钢筋混凝土框架中的梁、柱以及节点构件加固的研究较多，而对于整体损伤钢筋混凝土框架加固的研究较少。本文结合河南省重点科技攻关项目(132102310277)，基于钢筋混凝土框架模拟地震作用下的试验及有限元分析，对整体损伤框架结构采用不同的加固方法进行了推覆(Pushover)分析。主要研究内容如下:
　　 基于本课题组对钢筋混凝土框架及CFRP布加固混凝土框架在水平低周反复荷载下的试验，建立有限元Pushover分析模型，通过对2种试验框架的Pushover计算分析，得到钢筋混凝土框架及CFRP布加固混凝土框架屈服荷载、屈服位移、极限荷载和极限位移，和试验值基本吻合。基于此模型，分别建立了角钢加固和钢支撑加固的钢筋混凝土框架模型，并对其进行Pushover分析，研究不同方法加固混凝土框架的抗震性能。
　　 然后，通过定义钢筋混凝土框架刚度降低系数，实现对不同程度损伤混凝土框架结构的有限元建模，分别对采用CFRP、角钢和钢支撑加固的损伤钢筋混凝土框架有限元模型进行Pushover计算，综合分析损伤程度及加固方法对钢筋混凝土框架加固后抗震性能的影响。
　　 最后，在单层单跨钢筋混凝土框架损伤加固研究的基础上，建立多层多跨钢筋混凝土框架有限元模型进行Pushover计算，分析混凝土框架在分别采用CFRP布、角钢和钢支撑加固后的抗震性能。根据不同加固方法的特点，结合未加固前混凝土框架梁端和柱端塑性铰出现的先后顺序以及塑性铰最终达到的状态，提出整体加固与局部损伤构件加固相结合的综合加固方法。建立采用综合加固法的损伤钢筋混凝土框架有限元模型，对模型进行Pushover分析，将其计算值与采用单一加固法的计算值对比分析，研究综合法加固损伤混凝土框架抗震性能的优点。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 钢筋混凝土结构构件抗震加固研究现状

1．2 钢筋混凝土框架结构加固研究现状

1．3 损伤钢筋混凝土框架加固组合方法提出

1．3．1 碳纤维布加固损伤框架梁柱及节点

1，3．2 角钢外贴柱底固定端和节点

1．3．3 局部构件加固与整体框架加固相结合

1．4 本文研究的主要内容

2 单层钢筋混凝土框架结构试验概况及Pushover分析

2．1 钢筋混凝土框架结构试验研究概述

2．1．1 试验模型试件设计

2．1．2 钢筋混凝土框架在模拟地震作用下的损伤和机理

2．2 Pushover分析方法简介

2．2．1 Pushover分析方法基本原理和一般步骤

2．2．2 Pushover分析方法的优点

2．3 单层钢筋混凝土框架结构Pushover分析

2．3．1 单层钢筋混凝土框架结构(KJ-2)Pushover分析

2．3．2 单层钢筋混凝土框架结构模型Pushover计算结果与试验结果对比分析

2．4 碳纤维布加固单层钢筋混凝土框架Pushover分析

2．4．1 加固方案设计与模型建立

2．4．2 CFRP加固单层钢筋混凝土框架(KJ-2A)Pushover分析

2．4．3 单层钢筋混凝土框架结构(KJ-2A)模型Pushover计算结果与试验结果对比分析

2．4．4 碳纤维布加固框架与未加固框架承载力计算值分析

2．5 角钢加固单层钢筋混凝土框架Pushover分析

2．5．1 加固方案设计与模型建立

2．5．2 单层钢筋混凝土框架结构(KJ-2B)Pushover分析

2．5．3 角钢加固单层钢筋混凝土框架与未加固框架计算值对比分析

2．6 单层钢筋混凝土框架结构采用钢支撑加固后的Pushover分析

2．6．1 加固方案设计及有限元模型建立

2．6．2 钢支撑加固单层钢筋混凝土框架结构(KJ-2C)Pushover分析

2．6．3 钢支撑加固单层钢筋混凝土框架与为加固框架计算值对比分析

2．7 本章小结

3 损伤钢筋混凝土框架抗震加固Pushover分析

3．1 钢筋混凝土框架损伤程度的分析

3．2 损伤钢筋混凝土框架的有限元建模

3．3 CFRP加固损伤钢筋混凝土框架的Pushover分析

3．4 角钢加固损伤钢筋混凝土框架的Pushover分析

3．5 钢支撑加固损伤钢筋混凝土框架的Pushover分析

3．6 本章小结

4 多层多跨损伤钢筋混凝土框架抗震加固Pushover分析

4．1 多层多跨钢筋混凝土框架结构分析模型及Pushover分析

4．1．1 钢筋混凝土框架结构模型建立

4．1．2 多层多跨钢筋混凝土框架结构KJ-4的Pushover分析

4．2 多层多跨损伤钢筋混凝土框架结构模型建立

4．3 加固后的多层多跨损伤钢筋混凝土框架Pushover分析

4．3．1 采用碳纤维布加固框架有限元模型建立及Pushover分析

4．3．2 采用角钢加固多层多跨框架有限元模型建立及Pushover分析

4．3．3 采用钢支撑加固多层多跨框架有限元模型建立及Pushover分析

4．3．4 组合加固混凝土框架Pushover分析

4．4 不同方法加固多层多跨损伤钢筋混凝土框架抗震性能比较

4．4．1 抗震能力比较

4．4．2 失效模式比较

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢