【摘要】：植筋是土木工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)加固和改造的最有效方法之一,針對(duì)即有建筑進(jìn)行植筋加層改造是一種簡(jiǎn)便易行,具有較好經(jīng)濟(jì)效益的增加建筑物使用面積的方法,適用于老城區(qū)的改造工程。目前,針對(duì)無(wú)機(jī)錨固材料植筋工藝的研究主要停留在鋼筋拉拔試驗(yàn)、構(gòu)件試驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)這三個(gè)層次,還未有對(duì)植筋加層框架的整體抗震性能進(jìn)行充足的試驗(yàn)研究。在加層工程中,植筋位置常常為鋼筋布置密集的梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域,即使可以保證所植鋼筋得到充分錨固,但鉆孔過(guò)程對(duì)原結(jié)構(gòu)中混凝土及鋼筋的損傷是難以避免的,且這些受到損傷的節(jié)點(diǎn)在協(xié)同工作時(shí)其性能是否依然滿足抗震要求是難以直接通過(guò)理論分析判斷的,國(guó)內(nèi)外有大量這方面的試驗(yàn)研究,但主要集中在靜力研究上,對(duì)于植筋加層結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)力作用下的結(jié)構(gòu)承載及變形特性的試驗(yàn)研究很少,對(duì)其抗震性能的系統(tǒng)研究還比較欠缺。所以有必要對(duì)整個(gè)加層鋼筋混凝土框架進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究,并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行充足的分析。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外植筋加層理論的研究現(xiàn)狀,研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,采用擬靜力試驗(yàn),重點(diǎn)對(duì)兩層及三層混凝土植筋加層結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)加層結(jié)構(gòu)以及采用碳纖維加固植筋節(jié)點(diǎn)的框架結(jié)構(gòu)在低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能開(kāi)展了試驗(yàn)研究。通過(guò)整澆及植筋框架在加載過(guò)程中的變形、開(kāi)裂、破壞情況、受拉破壞特征等揭示混凝土植筋加固的錨固機(jī)理、粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系。對(duì)于不同層數(shù)的整澆框架結(jié)構(gòu)、混凝土植筋結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)植筋結(jié)構(gòu)及碳纖維加固節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理、變形能力、在地震荷載作用下的耗能能力等均進(jìn)行了試驗(yàn)研究。最后通過(guò)大型有限元軟件ABAQUS建立植筋框架結(jié)構(gòu)的二維有限元模型,驗(yàn)證各類植筋框架用于抗震加固的可行性,以期為植筋加層技術(shù)的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
[Abstract]:Planting reinforcement is one of the most effective methods for strengthening and reforming structures in the field of civil engineering. It is suitable for the renovation project of the old city. At present, the research on the reinforcement planting technology of inorganic anchoring material is mainly focused on the three levels of steel bar drawing test, component test and joint test, but there is no sufficient experimental study on the overall seismic behavior of the reinforced concrete frame. In the storied engineering, the reinforcement is often located in the Liang Zhu joint area with dense reinforcement. Even if the reinforcement can be fully anchored, it is difficult to avoid the damage to the concrete and the steel bar in the original structure during the drilling process. It is difficult to judge whether the performance of these damaged nodes can still meet the seismic requirements when they work together. There are a large number of experimental studies in this field at home and abroad, but mainly focused on static research. There are few experimental studies on the load-bearing and deformation characteristics of the storied structure under seismic dynamic action, and the systematic study on its seismic performance is still lacking. So it is necessary to study the whole reinforced concrete frame by pseudo-static test and analyze the results. On the basis of summing up the research status, research progress and development trend of the theory of planting reinforcement layer at home and abroad, this paper uses quasi-static test to focus on the structure of two-story and three-story reinforced concrete reinforcement adding layer. The seismic behavior of steel structure and frame structure strengthened with carbon fiber under low cyclic loading is studied experimentally. The anchoring mechanism and bond-slip constitutive relation of reinforced concrete reinforcement are revealed through the deformation, cracking, failure and tensile failure characteristics of the whole cast-in-place frame and the steel frame during the loading process. The failure mechanism, deformation capacity and energy dissipation capacity of cast-in-place frame structure, concrete reinforced structure, steel reinforced structure and carbon fiber reinforced joint structure with different layers are studied experimentally. Finally, the two-dimensional finite element model of reinforced frame structure is established by Abaqus, which verifies the feasibility of all kinds of reinforced frames used in seismic reinforcement, in order to provide theoretical guidance for the engineering design and application of reinforcement adding technology.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU352.11

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本文編號(hào)：2121937