增大截面法加固震损钢筋混凝土柱的抗震性能数值分析
当钢筋混凝土（RC）结构遭受地震荷载作用时，会出现不同程度的损伤，甚至毁坏。但如果混凝土结构未完全倒塌且不可能全部拆除重建时，进行抗震修复加固是必要的。这可以提高混凝土结构的抗震性能，满足后续使用功能的要求，并降低地震灾害的经济损失。在加固工程中，增大截面法是一种经济可靠的直接加固方法，能够有效提高混凝土结构的强度、刚度、延性和抗震性能，因此被广泛应用。据此，本文选择增大截面法对震损RC柱进行加固。 本文利用ABAQUS有限元软件建立了震损RC柱的数值模型，并在此基础上建立了震损加固柱数值分析模型。通过对比分析不同震损程度下RC柱数值模型的准确性，以及对是否考虑震损的RC加固柱抗震性能进行了对比分析，进而研究了不同加固方法之间的加固效果的差异性。最后，还分析了不同轴压比作用下考虑震损加固柱的抗震性能。本研究的主要结论如下： （1）在已知柱基本参数的前提下，采用结构骨架曲线特征点和位移转角相结合的震损表征方法，可以在ABAQUS数值分析软件中较为准确地模拟出柱的不同震损程度，数值计算结果与试验结果的相对误差均小于30%。因此，震损RC柱数值分析模型具有一定的准确性。 （2）震损对加固柱的抗震性能有显著影响。在相同位移条件下，考虑震损的加固柱的耗能能力相较于未考虑震损的加固柱降低了33%以上，但延性最多提升了17%。然而，加固后柱的初始刚度无法得到恢复，而重度震损加固柱的轴压比增大会导致延性降低。这表明，若不考虑震损，加固柱的延性将会降低。在实际加固工程中，应充分考虑震损的前提条件，以获得更好的加固效果。 （3）采用增大截面法对震损混凝土结构进行加固可以显著提高其抗震性能。在进行中度震损RC柱抗震性能的数值计算中，本文发现经过增大截面法加固的柱具有较好的加固效果，其耗能能力和初始刚度分别提高了37%和28%。这表明增大截面法加固可以有效地提高混凝土结构的抗震性能。 （4）轴压比对震损加固柱抗震性能的影响较为显著。不同轴压比下的计算结果表明，随着轴压比从0.6增加到0.9，加固柱的耗能、刚度和延性均有所下降，分别降低了29%、42%和11%。震损柱的加固是在持荷下进行的，该加固柱的刚度变化趋势与未持荷加固柱的刚度变化存在明显差异。在实际加固工程中，需综合考虑轴压比的影响，并进行相应的限制。 本文研究表明，在柱的基本参数已知的前提下，可根据柱加载所得骨架曲线特征点和所对应的位移来表征震损。在实际加固工程中，加固前应考虑震损和轴压比对加固柱的影响，这样才能准确地分析出柱加固后的效果。
钢筋混凝土柱;增大截面法;震损加固;数值分析;抗震性能
三峡大学
硕士
土木工程
吴小勇;黄爱国
2023
中文
TU375.3
2023-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）