一種面向框架體系的抗震補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的試驗研究
發(fā)布時間:2022-11-06 12:35
框架結(jié)構(gòu)的抗震補(bǔ)強(qiáng)加固主要針對的對象是抗震設(shè)防等級不足的老舊建筑以及震后沒有出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷,經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)加固之后可以正常使用的建筑結(jié)構(gòu)。本文在現(xiàn)有的混凝土,鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)連接方式上選擇最常用的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)、后澆整體式混凝土連接節(jié)點(diǎn),頂?shù)捉卿摽蚣芰褐?jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)加以連接設(shè)計改進(jìn),提出了一種面向框架結(jié)構(gòu)的新型補(bǔ)強(qiáng)方案,所用到的補(bǔ)強(qiáng)單元分別定義為為混凝土補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)和軋制角鋼連接的鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu),此方案可以用于對現(xiàn)有抗震設(shè)計不足的結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),也可以適用于震后損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固。本文主要針對所提出的補(bǔ)強(qiáng)方案的補(bǔ)強(qiáng)單元進(jìn)行擬靜力試驗研究,分析其抗震性能表現(xiàn)。試驗共設(shè)計了一組整澆混凝土補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件、一組后澆整體式混凝土補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件以及三組軋制角鋼連接的鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件,通過低周循環(huán)往復(fù)加載試驗研究分析不同的制作方式、不同的加載制度對其強(qiáng)度、剛度、滯回性能以及耗能能力等抗震性能的影響。試驗結(jié)果表明:(1)在相同的低周往復(fù)加載制度下,混凝土補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的整澆試件和后澆試件均得到混凝土構(gòu)件典型的弓形滯回曲線,滯回環(huán)出現(xiàn)捏攏;而采用角鋼連接的鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)得到飽滿的梭形滯回曲線;(2)在不同的加載制度下,采...
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 需要加固補(bǔ)強(qiáng)的既有結(jié)構(gòu)分類
1.2.1 抗震設(shè)防等級不足的建筑
1.2.2 震后需加固補(bǔ)強(qiáng)的建筑
1.3 框架結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)方法發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.1 增大截面加固法
1.3.2 外包鋼套加固法
1.3.3 粘貼碳纖維布加固法
1.3.4 增設(shè)消能減震裝置
1.4 框架梁柱節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀
1.4.1 混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.4.2 鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 新型補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的擬靜力試驗設(shè)計
2.1 新型補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的布置方案
2.2 試件設(shè)計
2.2.1 試驗?zāi)康?br> 2.2.2 補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件設(shè)計
2.2.3 材性試驗
2.3 加載裝置及試驗方案
2.3.1 補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件加載裝置
2.3.2 加載制度
2.3.3 補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件數(shù)據(jù)采集
第3章 新型補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的擬靜力試驗結(jié)果分析
3.1 試驗現(xiàn)象
3.1.1 混凝土補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件試驗現(xiàn)象
3.1.2 鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件試驗現(xiàn)象
3.2 位移數(shù)據(jù)分析
3.3 應(yīng)變數(shù)據(jù)分析
3.4 滯回曲線
3.5 骨架曲線
3.6 強(qiáng)度退化
3.7 耗能性能分析
3.8 剛度退化分析
3.9 本章小結(jié)
第4章 ABAQUS數(shù)值模擬與參數(shù)分析
4.1 有限元模型
4.1.1 ABAQUS簡介
4.1.2 材料屬性
4.1.3 單元選擇與網(wǎng)格劃分
4.1.4 邊界條件與加載
4.2 有限元模擬結(jié)果
4.2.1 角鋼的應(yīng)變與變形情況
4.2.2 滯回曲線對比
4.2.3 骨架曲線對比
4.3 參數(shù)分析
4.3.1 軋制角鋼厚度的影響
4.3.2 摩擦系數(shù)的影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)OpenSees數(shù)值模擬
5.1 模型建立
5.1.1 模型簡化
5.1.2 本構(gòu)關(guān)系
5.1.3 加載歷程
5.2 模擬結(jié)果
5.2.1 滯回曲線對比
5.2.2 骨架曲線對比
5.2.3 耗能性能對比
5.3 本章小結(jié)
第6章 安裝補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的鋼框架體系的時程分析
6.1 原框架模型的選用
6.2 安裝補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的鋼框架模型建立
6.3 安裝補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的鋼框架體系的時程分析
6.3.1 瞬時層間位移角對比
6.3.2 最大殘余層間位移角對比
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論和展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間研究成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]外包角鋼加固震損型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)試驗研究[J]. 許成祥,馬作濤,王辰飛,肖良麗. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[2]基于OpenSees的SRC框架結(jié)構(gòu)抗震性能數(shù)值模擬及參數(shù)分析[J]. 許成祥,鄧杰,查昕峰. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]部分填充式組合結(jié)構(gòu)框架裝配節(jié)點(diǎn)靜力試驗及受剪承載力計算[J]. 傳光紅,陳以一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2017(08)
[4]震損型鋼混凝土框架柱外包鋼加固試驗研究[J]. 許成祥,萬沖,潘航,倪鐵權(quán). 四川建筑科學(xué)研究. 2017(02)
[5]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震后加固方案優(yōu)選[J]. 張亮泉,付皓然,毛晨曦,張昊宇. 地震工程與工程振動. 2017(02)
[6]外包鋼加固鋼筋混凝土框架梁受力性能分析[J]. 徐銓彪,干鋼,陳剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(12)
[7]高軸壓比裝配整體式預(yù)應(yīng)力混凝土框架中節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗研究[J]. 廖顯東,胡翔,馬榮全,苗冬梅,薛偉辰. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(10)
[8]T形截面鋼管混凝土組合柱-鋼筋混凝土梁加強(qiáng)環(huán)筋連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗研究[J]. 劉記雄,戴紹斌,黃俊,霍凱成,曾輝. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(08)
[9]新型裝配式鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁框撐體系振動臺試驗研究[J]. 李正良,徐姝亞,劉紅軍,焦安亮. 土木工程學(xué)報. 2016(02)
[10]碳纖維布及鋼板復(fù)合加固震損方鋼管混凝土框架抗震性能試驗研究[J]. 倪鐵權(quán),許成祥,趙斌,張繼承. 武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2016(01)
本文編號:3703510
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【學(xué)位級別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 需要加固補(bǔ)強(qiáng)的既有結(jié)構(gòu)分類
1.2.1 抗震設(shè)防等級不足的建筑
1.2.2 震后需加固補(bǔ)強(qiáng)的建筑
1.3 框架結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)方法發(fā)展以及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.1 增大截面加固法
1.3.2 外包鋼套加固法
1.3.3 粘貼碳纖維布加固法
1.3.4 增設(shè)消能減震裝置
1.4 框架梁柱節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀
1.4.1 混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.4.2 鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 新型補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的擬靜力試驗設(shè)計
2.1 新型補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的布置方案
2.2 試件設(shè)計
2.2.1 試驗?zāi)康?br> 2.2.2 補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件設(shè)計
2.2.3 材性試驗
2.3 加載裝置及試驗方案
2.3.1 補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件加載裝置
2.3.2 加載制度
2.3.3 補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件數(shù)據(jù)采集
第3章 新型補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的擬靜力試驗結(jié)果分析
3.1 試驗現(xiàn)象
3.1.1 混凝土補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件試驗現(xiàn)象
3.1.2 鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)試件試驗現(xiàn)象
3.2 位移數(shù)據(jù)分析
3.3 應(yīng)變數(shù)據(jù)分析
3.4 滯回曲線
3.5 骨架曲線
3.6 強(qiáng)度退化
3.7 耗能性能分析
3.8 剛度退化分析
3.9 本章小結(jié)
第4章 ABAQUS數(shù)值模擬與參數(shù)分析
4.1 有限元模型
4.1.1 ABAQUS簡介
4.1.2 材料屬性
4.1.3 單元選擇與網(wǎng)格劃分
4.1.4 邊界條件與加載
4.2 有限元模擬結(jié)果
4.2.1 角鋼的應(yīng)變與變形情況
4.2.2 滯回曲線對比
4.2.3 骨架曲線對比
4.3 參數(shù)分析
4.3.1 軋制角鋼厚度的影響
4.3.2 摩擦系數(shù)的影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 鋼構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)OpenSees數(shù)值模擬
5.1 模型建立
5.1.1 模型簡化
5.1.2 本構(gòu)關(guān)系
5.1.3 加載歷程
5.2 模擬結(jié)果
5.2.1 滯回曲線對比
5.2.2 骨架曲線對比
5.2.3 耗能性能對比
5.3 本章小結(jié)
第6章 安裝補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的鋼框架體系的時程分析
6.1 原框架模型的選用
6.2 安裝補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的鋼框架模型建立
6.3 安裝補(bǔ)強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的鋼框架體系的時程分析
6.3.1 瞬時層間位移角對比
6.3.2 最大殘余層間位移角對比
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論和展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間研究成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]外包角鋼加固震損型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)試驗研究[J]. 許成祥,馬作濤,王辰飛,肖良麗. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[2]基于OpenSees的SRC框架結(jié)構(gòu)抗震性能數(shù)值模擬及參數(shù)分析[J]. 許成祥,鄧杰,查昕峰. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]部分填充式組合結(jié)構(gòu)框架裝配節(jié)點(diǎn)靜力試驗及受剪承載力計算[J]. 傳光紅,陳以一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2017(08)
[4]震損型鋼混凝土框架柱外包鋼加固試驗研究[J]. 許成祥,萬沖,潘航,倪鐵權(quán). 四川建筑科學(xué)研究. 2017(02)
[5]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)震后加固方案優(yōu)選[J]. 張亮泉,付皓然,毛晨曦,張昊宇. 地震工程與工程振動. 2017(02)
[6]外包鋼加固鋼筋混凝土框架梁受力性能分析[J]. 徐銓彪,干鋼,陳剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(12)
[7]高軸壓比裝配整體式預(yù)應(yīng)力混凝土框架中節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗研究[J]. 廖顯東,胡翔,馬榮全,苗冬梅,薛偉辰. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(10)
[8]T形截面鋼管混凝土組合柱-鋼筋混凝土梁加強(qiáng)環(huán)筋連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗研究[J]. 劉記雄,戴紹斌,黃俊,霍凱成,曾輝. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(08)
[9]新型裝配式鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁框撐體系振動臺試驗研究[J]. 李正良,徐姝亞,劉紅軍,焦安亮. 土木工程學(xué)報. 2016(02)
[10]碳纖維布及鋼板復(fù)合加固震損方鋼管混凝土框架抗震性能試驗研究[J]. 倪鐵權(quán),許成祥,趙斌,張繼承. 武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2016(01)
本文編號:3703510
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