1.5 框架節(jié)點加固的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.5.1 加大截面加固法

加大截面法因其受力合理、布置靈活、傳力明確等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固。國內(nèi)外對于梁柱等基本構(gòu)件的抗剪、抗彎已有較多的研究，如梁底加腋已被證明為非常有效的加固方式，但用于節(jié)點加固還比較少。

1985年墨西哥大地震后大量采用了此種加固方法（Jirsa 1987；Aguilar et al.1989）^[6-7]，Alcocor（1993年）對4個梁板柱空間節(jié)點采用柱加大截面加固法進(jìn)行了試驗研究，取得了較好的效果，后加截面的鋼筋對核心區(qū)產(chǎn)生了很好的約束作用，避免了核心區(qū)受剪破壞^[8]；Hakuto S等（2000年）對3個增大截面法加固的RC框架節(jié)點進(jìn)行了擬靜力試驗研究。加固前3個試件的節(jié)點核心區(qū)均未配置箍筋，其中R1為先進(jìn)行預(yù)損，然后采用箍筋和增大截面法同時加固梁端和柱端，R2為同時增大梁柱截面加固，R3為增大柱截面進(jìn)行加固。研究發(fā)現(xiàn)，加固后試件的抗震性能均得到提高^[9]。Amirn Pimanmas等（2010年）對增大節(jié)點區(qū)截面面積的梁柱節(jié)點進(jìn)行了抗震性能試驗研究，其中包括3個加固試件和2個未加固試件，重點研究不同的增大面積對梁柱節(jié)點抗震性能的影響。結(jié)果表明，對節(jié)點核心區(qū)采用增大截面進(jìn)行加固后，試件的破壞模式由節(jié)點脆性破壞變?yōu)榱憾藦澢茐?，?jié)點的承載力、延性和耗能性能得到了較大提高^[10]。金國芳、李視令等（2003年）對4個十字形鋼筋混凝土框架節(jié)點采用柱加大截面法加固的試件進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗，結(jié)果表明節(jié)點的開裂荷載、剛度、屈服荷載、極限荷載、耗能能力和延性都得到了提高，加固后的框架由“強(qiáng)梁弱柱弱節(jié)點”成為“強(qiáng)柱強(qiáng)節(jié)點弱梁”^[11]；余瓊、李思明（2003年、2005年）對4個采用柱加大截面法加固的中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，通過對比發(fā)現(xiàn)，加固試件的剛度、耗能能力提高較大，但延性提高較小，同時指出原柱軸壓比較大對新加混凝土參與抗剪不利^[12-13]；邢海靈（2003年）對6個試件進(jìn)行了試驗研究，其中3個受損試件的梁柱均加大了截面，加固后試件承載力、延性均得到提高，核心區(qū)也得到較好的保護(hù)^[14]；王玉鐲（2004年）對3個試件進(jìn)行了研究，其中兩個采用不同箍筋間距、直徑進(jìn)行了柱加大截面法加固，結(jié)果表明，核心加固的混凝土與鋼筋作用明顯，在保證錨固的基礎(chǔ)上柱體加固長度可以適當(dāng)縮短^[15]。胡克旭等（2010年）釆用水泥基高粘結(jié)、低收縮、自密實的新型加固用混凝土材料，通過層內(nèi)泵送灌注技術(shù)，克服傳統(tǒng)加大截面法的不足，實現(xiàn)混凝土框架節(jié)點快捷有效的加固，并通過ANSYS數(shù)值模擬驗證了其有效性^[16]。此外，胡克旭等（2010年）通過5個試件的低周反復(fù)試驗（其中1個為對比試件），模擬地震作用對框架節(jié)點的損壞，采用新型加固材料對框架節(jié)點進(jìn)行加大截面法加固，結(jié)果表明，節(jié)點的抗裂度、抗剪強(qiáng)度、剛度和變形能力可得到顯著提高；并在試驗基礎(chǔ)上，提出了計算加固后節(jié)點抗剪承載力的公式，其綜合考慮了加固部分對原節(jié)點抗剪強(qiáng)度的提高、加固部分參與工作程度和節(jié)點損傷影響三個系數(shù)^[17]。鄭建嵐等（2012年）進(jìn)行了4個用增大截面法加固框架節(jié)點的試驗研究，選用的是中間層中節(jié)點的十字節(jié)點，加固混凝土選用自密實混凝土，新舊混凝土界面經(jīng)鑿毛處理，梁縱筋繞過節(jié)點區(qū)拉通，柱采用四面圍套，梁采取三面U形圍套，加載為擬靜力加載，改變參數(shù)為梁端初始應(yīng)力，試驗結(jié)果表明：用自密實混凝土進(jìn)行增大截面加固框架節(jié)點，經(jīng)界面處理后，新舊混凝土結(jié)合良好，沒有明顯滑移，可以認(rèn)為新舊混凝土作為整體共同工作；隨著梁端初始應(yīng)力的增加，節(jié)點的承載力、剛度和極限變形均有所降低，所以應(yīng)在設(shè)計中引起注意^[18]。馬景戰(zhàn)（2014年）進(jìn)行了三根基于加強(qiáng)約束節(jié)點的增大截面法加固節(jié)點試驗研究，結(jié)果表明，對節(jié)點區(qū)域采取一定的加強(qiáng)措施，通過加強(qiáng)約束節(jié)點后，模型承載力可以達(dá)到預(yù)期的效果，完成荷載傳遞的任務(wù)，外圍新增混凝土有效參與受力，可起到良好的加固效果，驗證了“加強(qiáng)約束節(jié)點以完成荷載傳遞”的設(shè)計理念的可行性^[19]。

雖然以上研究與實際工程表明加大截面法加固效果顯著，但其施工復(fù)雜、影響使用空間的缺點也限制了此法的進(jìn)一步發(fā)展。

1.5.2 粘鋼加固法

粘鋼加固在國外的研究始于20世紀(jì)60年代，1967年南非的Fleming和King完成了素混凝土梁的外貼鋼板試驗，之后眾多學(xué)者對粘鋼加固后的各種受力構(gòu)件進(jìn)行了一系列研究，奠定了粘鋼加固技術(shù)的理論基礎(chǔ)；Hoffschild等（1993）對節(jié)點核心區(qū)進(jìn)行了粘鋼加固，使核心區(qū)得到大大加強(qiáng)，迫使破壞外移^[20]；任玉賀、余瓊等（1996年，2003年，2004年）對4個中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，其中三個試件采用粘鋼法進(jìn)行加固，結(jié)果表明承載力、延性得到較大改善，但剛度變化不大^[21-23]；馬樂為、劉瑛等（1996年，1997年，1999年，2001年，2003年）對節(jié)點核心區(qū)配筋不足、強(qiáng)梁弱柱、強(qiáng)柱弱梁、弱彎弱剪、梁縱筋錨固不足等7個中節(jié)點進(jìn)行了粘鋼加固試驗研究，證明粘鋼加固對抗裂度有明顯改善，同時指出粘鋼加固的前期工作性能較后期好^[24-32]；蔡健等（2001年）對10個柱角柱體分別用TN膠粘角鋼與鋼板加固的節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明加固方法是可行的，并推導(dǎo)出計算加固節(jié)點極限承載力的簡便公式^[33]；劉艷軍、樊玲（2003年）通過試驗比較了非抗震梁柱中節(jié)點、抗震梁柱中節(jié)點和粘鋼加固非抗震梁柱中節(jié)點5個試件，再次證明了粘鋼加固的可行性，從而推出了粘鋼加固梁柱中節(jié)點抗剪承載力的計算公式^[34-36]；邢海靈（2003年）對6個試件進(jìn)行了試驗研究，其中1個受損試件的梁柱采用粘鋼法進(jìn)行加固，并在外部用30mm厚的砂漿施以保護(hù)，加固后節(jié)點核心區(qū)受到很好的保護(hù)，裂縫寬度不大，且未發(fā)生壓碎現(xiàn)象，但梁柱及其相交處的鋼板最后被撕裂，未發(fā)揮全部作用^[12]。彭述權(quán)等（2007年）對6個足尺寸的框架中節(jié)點進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗，其中2個為對比件，2個用粘鋼加固，2個用碳纖維加固；試驗結(jié)果表明，碳纖維布加固能有效改善中節(jié)點延性及抗震性能，粘鋼加固能明顯約束框架中節(jié)點區(qū)混凝土，從而提高中節(jié)點抗剪承載力^[38]。Yen等（2010年）制作了13根鋼板，粘貼在梁側(cè)面來加固核心區(qū)的鋼筋混凝土十字形梁柱節(jié)點。通過低周反復(fù)加載試驗研究表明，將鋼板用環(huán)氧樹脂粘貼后再用螺栓或鋼箍錨固則可以顯著地提高節(jié)點的強(qiáng)度、剛度和耗能能力^[39]。

通過以上研究可以發(fā)現(xiàn)，粘鋼加固法可以較大程度地改善節(jié)點核心區(qū)受力，避免核心區(qū)受剪破壞，同時可以大大提高節(jié)點的延性，但鋼板在受力后期易發(fā)生撕裂，特別是受力集中的梁柱交界面鋼板彎角處容易先被拉開，鋼板不能繼續(xù)發(fā)揮作用，導(dǎo)致梁發(fā)生脫離柱面的較大轉(zhuǎn)動，難以實現(xiàn)加固目標(biāo)，而且粘結(jié)鋼板的撕裂往往帶有突發(fā)性，承載能力與剛度隨之急劇減小，表現(xiàn)為脆性破壞特征。

1.5.3 外包鋼加固法

外包鋼加固法可以較大幅度地提高構(gòu)件的截面承載力，同時又不過多地增大原構(gòu)件的截面尺寸。Migliacci等（1983年）利用角鋼鋼板條組成的鋼套對節(jié)點進(jìn)行了加固，其中鋼板條利用預(yù)熱法施加了預(yù)應(yīng)力，結(jié)論指出，鋼套可以提高節(jié)點的強(qiáng)度與耗能能力^[40]；李明順等（1988年）以軸壓比為主要參數(shù)，進(jìn)行了10個足尺外包鋼混凝土平面框架內(nèi)節(jié)點在反復(fù)荷載下的破壞性試驗，對節(jié)點核心區(qū)開裂前的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了有限元法計算和分析，對節(jié)點核心區(qū)的抗剪強(qiáng)度按《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中的概率方法得出實用公式，同時對影響節(jié)點延性性能的因素進(jìn)行了定性分析^[41]；劉哲等（1992年）以軸壓比為參數(shù)，對4個外包鋼加固的節(jié)點受力性能進(jìn)行了試驗研究，加固節(jié)點抗剪承載力顯著提高，但軸壓比對核心區(qū)抗裂性無明顯影響^[42]；朱聘儒（1994年）通過三批共11個中間節(jié)點試件的試驗，研究了混凝土框架外包鋼節(jié)點的受力性能，試驗表明，外包鋼節(jié)點核心區(qū)約束性好、箍筋受力均勻、抗裂性及抗剪承載力均有明顯提高，同時根據(jù)24個外包鋼節(jié)點試件的試驗結(jié)果，提出了這類節(jié)點的抗裂計算公式及抗剪承載力計算公式^[43]；Biddah and Ghobarah（1997年）提出一種新的外包鋼板加固節(jié)點法，即用波紋狀薄鋼板套加固鋼筋混凝土框架節(jié)點，由于采用波紋狀薄鋼板降低了鋼材用量，可減少加固費用，同時采用在波紋狀薄鋼板內(nèi)側(cè)灌漿的技術(shù)，加強(qiáng)了外包鋼板與混凝土構(gòu)件的粘結(jié)，使得鋼板套對節(jié)點處混凝土的約束增強(qiáng)，節(jié)點的延性顯著提高^[44]；劉暢、白宇飛等（1998年，1999年）根據(jù)外包鋼框架節(jié)點在單調(diào)荷載下的抗剪試驗，分析了節(jié)點核心區(qū)從開裂狀態(tài)到極限狀態(tài)的抗剪強(qiáng)度，提出了各主要抗剪因素的抗剪強(qiáng)度計算公式^[45-46]；吳濤、白國良等（2002年，2004年）通過3個外包鋼混凝土框架邊節(jié)點的試驗以柱軸壓比、梁角鋼布置形式及配鋼率等為主要參數(shù)，得出邊節(jié)點柱設(shè)計軸壓比不宜超過0.5^[47-48]；霍麗南（2004年）通過五個外包鋼混凝土邊節(jié)點1/4比例模型試驗，得出包鋼加固提高了節(jié)點的抗剪強(qiáng)度，節(jié)點核心區(qū)混凝土的抗裂強(qiáng)度隨軸壓比增大呈線性關(guān)系提高，但軸壓比不宜超過0.5^[49]。陸洲導(dǎo)等（2010年）考慮正交梁的影響，設(shè)計制作了4個三維鋼筋混凝土框架節(jié)點，先對框架節(jié)點進(jìn)行預(yù)震損，然后裂縫修補(bǔ)后通過外包鋼套法加固進(jìn)行低周反復(fù)破壞試驗，研究結(jié)果表明，外包鋼套法可以顯著提高節(jié)點剛度、延性等抗震性能，通過外包鋼套加固后，預(yù)震損節(jié)點的承載力和抗震性能恢復(fù)并超過了預(yù)震損前節(jié)點的承載力和抗震性能^[50]。徐福泉等（2007年）進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力包鋼法加固梁柱節(jié)點在低周反復(fù)荷載作用下的試驗研究，其中1個為對比試件，4個為加固試件，具體加固方法是在混凝土構(gòu)件四周用型鋼包裹，采用高強(qiáng)度螺栓施加雙向水平預(yù)應(yīng)力；試驗結(jié)果表明，體外預(yù)應(yīng)力螺栓箍起到箍筋的作用，有效地提高了節(jié)點的受力性能，并根據(jù)試驗結(jié)果提出了預(yù)應(yīng)力包鋼法加固節(jié)點受剪承載力實用計算方法^[51]。余江滔等（2010年）對8個梁柱板節(jié)點進(jìn)行了預(yù)震損和反復(fù)荷載實驗，其中1個為對比件，4個用BFRP加固，3個用外包鋼套法加固；結(jié)果表明，BFRP加固和外包鋼套加固都能夠顯著提高節(jié)點的受力性能和延性，包鋼套加固更能顯著地提高節(jié)點極限承載力和極限位移，極限承載力和極限位移大約提高了40%和70%^[52]。

綜上所述，外包鋼加固可以有效地改善節(jié)點核心區(qū)的受力性能，提高其抗裂強(qiáng)度，同時節(jié)點的延性也得到顯著提高，但這種加固方法同樣存在受力后期外包鋼與混凝土難以協(xié)同工作的問題。

1.5.4 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法適用于要求提高承載力、剛度、抗裂性和加固后占用空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)，具有可以卸載、加固及改變結(jié)構(gòu)受力的特點。Migliacci等（1983年）對加固節(jié)點外包鋼板條采用預(yù)熱法施加了預(yù)應(yīng)力，但事實證明這種施加方法不易控制^[40]；劉敏（2004年）采用張拉高強(qiáng)度螺栓，并通過角鋼傳遞預(yù)壓力的方法對4個節(jié)點進(jìn)行了加固試驗，結(jié)果表明，加固節(jié)點的開裂荷載、受剪承載力、延性和耗能能力均得到提高，根據(jù)試驗結(jié)果提出預(yù)應(yīng)力包鋼加固節(jié)點的受剪承載力計算公式，公式中以承載力降低系數(shù)0.7作為安全儲備^[53]。徐福泉等（2007年）提出了預(yù)應(yīng)力包鋼加固法，即在混凝土構(gòu)件四周包以型鋼，采用高強(qiáng)度螺栓對外包鋼施加雙向水平預(yù)應(yīng)力的先進(jìn)加固新技術(shù)，克服了直交梁在空間上的障礙，進(jìn)行了4個梁柱節(jié)點試件在反復(fù)荷載作用下的試驗，試驗表明，采用預(yù)應(yīng)力包鋼法加固梁柱節(jié)點，可有效提高開裂荷載，承載力和延性顯著提高，加固螺栓箍可以有效參與工作^[54]。黃群賢（2014年）提出一種新型預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固RC框架節(jié)點的加固技術(shù)，對7個加固試件及2個對比試件在水平低周往復(fù)荷載作用下進(jìn)行了抗震性能試驗，試驗結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力鋼絲繩能有效抑制節(jié)點核心區(qū)裂縫的開展，提高節(jié)點核心區(qū)抗剪承載能力，實現(xiàn)破壞位置轉(zhuǎn)移和破壞形態(tài)改變，加固試件的破壞形態(tài)由對比試件的節(jié)點剪切破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榱憾藦澢茐模庸毯笤嚰休d能力、耗能能力和延性等抗震性能指標(biāo)均明顯提高^[55]。楊勇等（2018年）提出了預(yù)應(yīng)力鋼帶加固RC節(jié)點梁柱節(jié)點技術(shù)，對4個加固試件和一個加固試件進(jìn)行了水平往復(fù)荷載下的抗震試驗研究。研究表明，加固后試件的破壞模式由未加固試件的梁端彎曲、節(jié)點剪切破壞變?yōu)榱憾藦澢茐模A(yù)應(yīng)力鋼帶能有效抑制節(jié)點核心區(qū)裂縫的開展，減小節(jié)點剪切變形，提高節(jié)點承載能力和耗能能力^[56]。

預(yù)應(yīng)力加固法雖然可以通過預(yù)應(yīng)力有效地改善節(jié)點區(qū)受力性能，但其預(yù)應(yīng)力施加控制及預(yù)應(yīng)力損失都難以精確確定。

1.5.5 外貼纖維加固法

國外將FRP應(yīng)用到加固領(lǐng)域始于20世紀(jì)80年代中期，主要用FRP板代替鋼板進(jìn)行外貼維修。之后由于其良好的性能，應(yīng)用逐漸推廣，研究也不斷深入，但多針對梁、柱等簡單構(gòu)件，而用于節(jié)點及框架的研究直到20世紀(jì)末才展開。Geng等（1998年）對僅在靠近節(jié)點的柱上下端進(jìn)行CFRP布包裹加固的4個足尺和15個1∶4中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明加固效果非常明顯，但本試驗在受力分析中僅考慮了柱的軸壓力，這顯然與實際情況不符^[58]；Jianchun Li等（1999年，2002年）對3個中節(jié)點進(jìn)行了靜載試驗研究，其中1個采用混合FRP進(jìn)行外包加固，重點觀察了加固節(jié)點的強(qiáng)度與剛度^[59-60]；Mosallam（2000年）又對與Geng類似的抗剪不足的中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，但仍然與傳統(tǒng)的斜壓桿受力模型存在較大差距^[61]；Gergely等（2000年）進(jìn)行了14個1∶3邊節(jié)點模型在模擬地震作用下的試驗研究，其中10個試件采用CFRP加固，不同的是粘貼片材的形狀、纖維方向及混凝土表面處理情況，通過對比發(fā)現(xiàn)，加固節(jié)點的強(qiáng)度、延性和耗能性能得到顯著提高^[62]；Parvin等（1999年）采用有限元軟件ANSYS對不同F(xiàn)RP片材加固邊節(jié)點進(jìn)行了數(shù)值分析，結(jié)果表明，F(xiàn)RP材料的選擇、FRP片材和箍的放置位置及厚度對加固效果影響非常大^[63]；Pantelides等（1999年，2000年，2001年）在研究CFRP加固橋墩樁帽基礎(chǔ)上，又對弱邊節(jié)點進(jìn)行了CFRP加固的試驗研究，為防止片材剝離及對柱鉸區(qū)提供足夠的約束，將CFRP片材向柱上下分別延伸一段，并對重疊區(qū)域進(jìn)行了機(jī)械錨固，結(jié)果表明節(jié)點抗剪強(qiáng)度提高了25%，樓層位移達(dá)到5%^[64-66]；Prota等（2000年，2001年，2002年）將CFRP筋沿梁柱軸線植入，并在柱靠近節(jié)點的區(qū)域環(huán)包CFRP進(jìn)行防剝離處理，結(jié)果表明節(jié)點的強(qiáng)度與延性大大提高，但是作者未做進(jìn)一步的研究^[67-71]；Granata等（2001年）對6個采用Kevlar加固的邊節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，通過變換粘貼FRP的布置位置和厚度來觀察粘貼材料對節(jié)點抗彎能力的改善情況，結(jié)果表明加固節(jié)點抗彎能力提高60%，同時指出柱環(huán)箍厚度應(yīng)比平鋪片材厚度至少要大35%^[72]；Ghobarah等（2001年，2002年，2004年）對三組12個足尺邊節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，第一組（4個）節(jié)點剪力不足，第二組（3個）梁縱筋在節(jié)點內(nèi)的錨固不足，第三組（5個）為前二者的組合，根據(jù)各組實際情況采用GFRP對9個節(jié)點進(jìn)行了不同加固，通過對比發(fā)現(xiàn)加固后的節(jié)點核心區(qū)開裂得到有效限制，梁筋滑移隨之減小，從而改善了整個節(jié)點的抗震性能^[73-76]；Antonopoulos等（2001年，2002年，2003年）對15個2/3邊節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，通過改變FRP條帶或片材、機(jī)械錨固、FRP種類、軸壓比、損壞與否等參數(shù)進(jìn)行對比分析，雖然加固節(jié)點性能都得到較大提高，但都發(fā)生了剪切破壞，同時還對3個有直交梁的邊節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，其中兩個采用CFRP片材進(jìn)行加固，但試驗過程中均發(fā)生了剝離，CFRP片材未得到有效利用^[77-79]；歐陽煜（2001年）對三組不同核心區(qū)配箍率的GFRP片材加固節(jié)點進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗，并采用傳統(tǒng)的混凝土斜壓桿模型和鋼筋混凝土桁架模型共同作用的理論分析加固節(jié)點的受力機(jī)理，提出了節(jié)點核心區(qū)水平剪力的計算模型，給出了GFRP片材參與工作的節(jié)點抗剪承載力計算方法，但是作者未對梁鉸總是出現(xiàn)在梁柱交界面上的現(xiàn)象做進(jìn)一步分析^[80]；虞堅茹（2002年）利用有限元法對上述試件進(jìn)行了數(shù)值分析，所得荷載-位移曲線和試驗測得數(shù)據(jù)符合良好，并采用桁架模型，推導(dǎo)出了用FRP加固后節(jié)點核心區(qū)抗剪承載力的驗證公式和設(shè)計公式^[81]；洪濤（2002年）對五個軸壓比為0.3～0.5的中節(jié)點先進(jìn)行不同程度的破壞試驗，然后用CFRP加以修復(fù)，試驗結(jié)果顯示在相同的荷載作用下，增大軸壓比有利于核心區(qū)抵抗剪力，但是作者并未進(jìn)一步分析軸壓比增大對其他方面的影響^[82]；陸洲導(dǎo)、謝莉萍、王李果等（2002年，2003年，2004年）對5個低配箍節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，節(jié)點水平抗剪箍筋和垂直抗剪箍筋配筋率均為0.4%，小于建筑抗震規(guī)范的最低要求，其中一個試件節(jié)點區(qū)沒有包裹CFRP，模擬實際結(jié)構(gòu)中存在直交梁的情況，試驗結(jié)果與隨后的數(shù)值分析表明加固后的低配箍節(jié)點受力機(jī)理仍以斜壓桿為主，根據(jù)實測的節(jié)點區(qū)箍筋應(yīng)變值可以發(fā)現(xiàn)，未加固節(jié)點的應(yīng)變要大許多，說明節(jié)點區(qū)粘貼的CFRP可按抗剪箍筋來考慮，之后又對火災(zāi)后的框架進(jìn)行了CFRP和預(yù)應(yīng)力加固試驗，通過分析發(fā)現(xiàn)CFRP加固可以得到很好的延性，但剛度與極限承載力提高不足^[83-89]；余瓊等（2003年，2004年，2005年）對軸壓比為0.154～0.301的4個未受損和5個受損節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明，無論受損與否，試件經(jīng)CFRP加固后節(jié)點破壞方式由核心區(qū)破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榱菏軌簠^(qū)混凝土被壓碎破壞，極限承載力得以提高，而且提高幅度相近，即受損對CFRP加固節(jié)點極限承載力影響小，同時得出在軸壓比小于0.3時，受損對加固試件延性影響也小，但受損會對試件的初期、中期剛度影響較大，導(dǎo)致耗能能力下降^{[22，23，90-92]}；王步、王溥、夏春紅等（2003年，2004年，2005年，2006年）分別對7個足尺中節(jié)點、3個邊節(jié)點和兩榀兩層兩跨的1∶2.5框架進(jìn)行了梁端加腋與粘貼CFRP的組合加固和單一CFRP加固試驗，為了更接近實際情況，僅有一個中節(jié)點在核心區(qū)進(jìn)行CFRP加固，通過試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，組合加固方式對極限承載力、延性等提高程度均大于單一的CFRP加固，這是由于節(jié)點區(qū)面積增大導(dǎo)致梁端剛度和抗彎強(qiáng)度與節(jié)點核心區(qū)的抗剪強(qiáng)度和剛度的提高，但同樣也給施工與立面處理帶來困難，中節(jié)點加固試驗中有兩個節(jié)點出現(xiàn)了節(jié)點核心區(qū)破壞與梁端彎曲破壞共同發(fā)生的現(xiàn)象，原因是梁柱加固提高過多^[93-98]；黃小奎（2003年）對5個（兩個非加固試件、一個抗震試件、兩個CFRP加固試件）足尺梁柱中節(jié)點試件進(jìn)行了試驗研究，通過三者的對比表明，CFRP加固對承載力提高幅度不高，原因是加固后CFRP布并不能充分發(fā)揮其強(qiáng)度，但可以顯著改善節(jié)點抗震性能，同時作者還利用有限元程序進(jìn)行了對比分析，理論結(jié)果與試驗結(jié)果基本相符^[99-100]；吳蓉（2006年）采用有限元方法對上述作者的試件進(jìn)行了分析^[101]；周波（2003年）等對動力作用下CFRP加固九層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析，采用模態(tài)迭加法對整體框架進(jìn)行計算，得到框架結(jié)構(gòu)頂層的時程位移曲線和各樓層的最大層間位移轉(zhuǎn)角等動力響應(yīng)，結(jié)果表明，CFRP加固框架結(jié)構(gòu)能夠提高混凝土的強(qiáng)度，延緩混凝土的開裂，增加框架柱的延性，改善框架結(jié)構(gòu)的抗震性能^[102-103]；魏文暉、熊耀清等（2003年，2004年，2006年）先對用CFRP加固的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在施加地震波作用下進(jìn)行了非線性有限元分析，在此基礎(chǔ)上又對兩個兩層單跨的1∶4鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了CFRP加固、未加固及震壞后再利用CFRP加固的三次模擬地震振動臺對比試驗，結(jié)果表明，用CFRP加固鋼筋混凝土框架能夠提高其抗震能力，并且對節(jié)點加固比對柱加固在延緩裂縫的開展、增加框架的延性、提高框架的抗震能力方面效果更明顯^[104-106]；吳波、王維俊等（2003年，2004年，2005年）先通過兩個CFRP布加固鋼筋混凝土框架梁和一個未加固框架梁的對比試驗，分析了低周反復(fù)荷載作用下CFRP布加固框架梁的加固效果，提出了加固梁的正截面承載力計算方法；之后又對四個CFRP加固鋼筋混凝土空間框架節(jié)點進(jìn)行了抗震性能試驗，由于直交梁的存在，節(jié)點核心區(qū)粘貼折線形CFRP布，并對延伸至梁端的部分采用環(huán)形梁箍進(jìn)行錨固，結(jié)果表明，CFRP加固能有效提高節(jié)點的抗剪承載力，但折線形CFRP布表面加壓鋼板對加固效果的進(jìn)一步提升作用不大^[107-109]；江衛(wèi)國（2004年）分兩批對3個CFRP加固梁柱節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，通過試驗現(xiàn)象與結(jié)果，建立了幾個界限狀態(tài)的界限纖維加固量公式來判斷加固后的破壞狀態(tài)，指出在保證梁端承載力前提下，梁端加固區(qū)域宜短不宜長，盡量實現(xiàn)在梁端較大區(qū)域上出現(xiàn)塑性鉸，以改善結(jié)構(gòu)耗能能力，同時討論了縱向纖維對壓彎構(gòu)件的加固效應(yīng)，指出加固效應(yīng)與軸壓比有關(guān)，縱向纖維不能提高柱軸壓比限值，最后用有限元軟件對試驗進(jìn)行數(shù)值模擬，二者吻合較好^[110]；劉成偉（2004年）對5個CFRP加固鋼筋混凝土斜腿剛架橋節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，通過分析得出，在加固以后節(jié)點的強(qiáng)度、變形能力及承載能力都得到了提高^[111]；江理平、唐壽高、宋瑋等（2004年）利用有限元軟件進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析，并給出了一單層單跨框架算例^[112]；Said等（2004年）對5個足尺邊節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，其中節(jié)點J4、J5分別采用GFRP筋、混合配筋，結(jié)果顯示，采用GFRP筋的節(jié)點延性與耗能性能都比較差，但混合配筋的節(jié)點可以滿足強(qiáng)度、剛度及延性等要求^[113-115]；Mukherjee等（2005年）對梁縱筋在節(jié)點區(qū)有無足夠粘結(jié)長度的兩組中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，加固方式有兩類：①先對節(jié)點四角倒角處理，接著在梁柱表面粘貼L形CFRP/GFRP片材，然后梁柱包裹套箍；②預(yù)先在節(jié)點區(qū)開槽，將沿梁上下表面粘貼的CFRP條帶伸入凹槽，然后梁柱包裹套箍；結(jié)果表明，采用第二類方式加固的節(jié)點由于纖維條帶得到很好的錨固，表現(xiàn)出的強(qiáng)度、剛度均最大，同時指出用CFRP加固較GFRP剛度提高大^[116]；陳建強(qiáng)、章梓茂（2005年）采用有限元方法對FRP布加固框架邊節(jié)點進(jìn)行了數(shù)值模擬，提出了一種能夠有效提高框架節(jié)點性能的加固方法^[117]；魏艷芳等（2005年）研究了兩個CFRP加固節(jié)點在靜載作用下的受力性能和四個CFRP加固節(jié)點在低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能，靜載試驗重點研究了四種錨固方式對加固效果的影響，低周反復(fù)試驗重點考慮了混凝土強(qiáng)度和錨固方式對加固效果的影響，結(jié)果表明，梁端部有封閉CFRP布箍時效果最顯著^[118-119]；王國炎（2005年）對兩榀兩層兩跨框架進(jìn)行了低周反復(fù)荷載下的試驗研究，率先提出了用角鋁（鋼）來解決CFRP在框架梁柱節(jié)點凹角處彎折問題的方法，并用有限元方法對其進(jìn)行了分析，結(jié)果證明角鋁（鋼）的存在可以有效地限制CFRP的滑移^[120]。郭百平（2005年）對FRP加固梁柱節(jié)點的傳力機(jī)理進(jìn)行了分析研究^[121]；Balsamo等（2005年）對一榀四層兩跨的框架進(jìn)行了擬動力試驗，框架先進(jìn)行設(shè)計地震和1.5倍設(shè)計地震兩次擬動力試驗，采用CFRP加固后再次進(jìn)行兩次擬動力試驗，試驗結(jié)果表明，震損框架經(jīng)CFRP加固后可以和原框架有相同的耗能能力，并且能在強(qiáng)度沒有下降的情況下?lián)碛写笞冃文芰?，同時也沒在加固框架中發(fā)現(xiàn)明顯的局部破損，證明CFRP加固帶來的安全性、實用性及有效性^[122]。江傳良（2006年）對5個足尺中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，其中2個CFRP加固平面節(jié)點、2個CFRP-鋼架混合加固有直交梁的節(jié)點，后者模擬空間節(jié)點的加固方法，但是試驗仍然發(fā)生了節(jié)點受剪破壞^[123-124]。劉進(jìn)軍等（2010年）通過碳纖維加固框架節(jié)點低周反復(fù)荷載試驗研究得出，外包碳纖維法可明顯提高節(jié)點的延性，優(yōu)化受力，并且根據(jù)錨固方式的不同，改善的情況也隨之波動，當(dāng)節(jié)點發(fā)生破壞時破壞面主要集中在梁柱交接處^[125]。Azadeh Parvin（2010年）等用碳纖維對非抗震設(shè)計的邊節(jié)點進(jìn)行了加固研究，通過控制軸壓比和加固形式的不同，來研究這些因素對節(jié)點加固后的鋼筋粘結(jié)滑移、滯回性能、剛度退化、耗能能力等的影響，分析認(rèn)為軸壓比和加固形式是影響節(jié)點加固后抗震性能的兩個重要因素^[126]；Abdelhak Bousselham等（2010年）研究了目前世界范圍內(nèi)的節(jié)點加固情況，從節(jié)點形式、設(shè)計缺陷、纖維材料、加固方式等方面分析對比節(jié)點加固后的力學(xué)性能^[127]；Kien Le-Trung等（2010年）研究了8個邊節(jié)點試件采用四種不同碳纖維加固形式（T形，L形，X形和條帶形）加固后的力學(xué)性能，結(jié)果表明，四種加固形式都能不同程度地提高試件的強(qiáng)度和延性，其中X形加固的效果最好，L形加固的效果最差^[128]；Saleh H.Alsayed等（2010年）用兩種不同的加固形式加固邊節(jié)點，第一種是碳纖維加固核心區(qū)，第二種是碳纖維加固核心區(qū)且延伸到梁柱截面，結(jié)果表明，兩種加固方式均能提高節(jié)點抗剪承載力，從而改善節(jié)點抗震性能，并且第二種加固形式的效果更好^[129]；Seyed.S.Mahini等（2010年）研究用碳纖維加固未進(jìn)行抗震設(shè)計的邊節(jié)點，提出四種加固失效模型：碳纖維剝離、縱筋屈服碳纖維斷裂、縱筋屈服后混凝土受壓區(qū)壓碎、縱筋屈服后混凝土受壓破壞，并逐一分析其受力模型，研究發(fā)現(xiàn)，碳纖維加固方式和用材數(shù)量是影響加固性能的重要因素^[130]；Saptarshi.Sasmal等（2010年）通過非線性有限元理論模擬不同碳纖維加固形式加固節(jié)點，分析比較這幾種不同形式加固后節(jié)點的性能，找出影響節(jié)點加固性能的因素^[131]；冼巧玲等（2007年）研究碳纖維加固空間節(jié)點的性能，表明碳纖維布加固的方式能提高空間節(jié)點承載力，顯著改善其延性、耗能能力等抗震性能，且選用合理的構(gòu)造措施（如角鋼加腋等），對于提高節(jié)點的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和屈服后剛度的加固效果更為明顯^[132]；王作虎等（2009年）用芳綸纖維和玄武巖纖維分別對鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點處進(jìn)行加固試驗，研究不同纖維復(fù)合材料對框架節(jié)點加固后抗震性能的效果，試驗的結(jié)果表明，此兩種不同材料加固方法均能使節(jié)點承載力和極限水平位移得到顯著提高，節(jié)點的破壞模式從加固前的核心區(qū)受剪切破壞轉(zhuǎn)化成碳纖維加固后柱端受彎曲破壞，從而試件的破壞形式由脆性的破壞轉(zhuǎn)化為延性的破壞，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，因此這種對節(jié)點加固的方式是起作用的，可以廣泛應(yīng)用于實際工程中^[133-134]。常正非（2017年）對碳纖維加固框架受損節(jié)點進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗研究，結(jié)果表明，受損節(jié)點的破壞模式由原先的脆性破壞模式轉(zhuǎn)變?yōu)檠有云茐哪Ｊ剑?jié)點為“強(qiáng)梁弱柱”且軸壓比較大時，對節(jié)點的延性有較大提高作用，節(jié)點受損后采用碳纖維布加固，其強(qiáng)度退化和剛度退化均得到了一定程度的改善^[135]。

由以上研究可以看出，利用FRP外貼、環(huán)包可以有效約束混凝土、延緩裂縫的開展，顯著提高混凝土的工作性能，從而提高節(jié)點的強(qiáng)度、剛度，改變其破壞方式等，使節(jié)點的抗震性能得到改善，但在受力后期也同樣存在剝離、斷裂等問題，尤其是在不易處理的梁柱交界面處，往往需要特殊處理才能防止剝離，如采用角鋼、角鋁鋼錨固^[120]，然而這些錨固構(gòu)件在受力過程中卻承受了大部分的作用，說明粘貼FRP在加固節(jié)點梁柱交界面上存在不足，如果梁柱交界面處得不到較好的處理，則會出現(xiàn)強(qiáng)梁、強(qiáng)柱、弱連接的不利破壞形式，同時這些結(jié)論多是根據(jù)平面節(jié)點與框架進(jìn)行數(shù)值模擬與試驗研究得到的，與實際情況存在較大的差異，比如由于板的存在梁不能進(jìn)行環(huán)包、直交梁的存在使節(jié)點核心區(qū)不能進(jìn)行加固處理等。

1.5.6 其他加固方法

French等（1990年）對2個節(jié)點核心區(qū)梁筋錨固不足的中節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，先對節(jié)點適度破損，然后采用壓力注漿和真空注漿法進(jìn)行加固，加固節(jié)點的剛度、承載力和耗能能力85%得到恢復(fù)，但加固節(jié)點最終破壞還是出現(xiàn)了嚴(yán)重的粘結(jié)失效^[136]。這一點同時也出現(xiàn)在Beres等（1992年）、Filiatrault and Lebrun（1996年）與Karayannis等（1998年）的試驗中^[137-139]，因此可以得出注漿加固難以恢復(fù)節(jié)點內(nèi)梁筋的粘結(jié)性能。

曹忠民等（2005年，2006年，2007年）對5個平面中節(jié)點和3個帶直交梁與樓板的空間框架節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，其中6個采用高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)片-聚合物砂漿進(jìn)行加固，雖然經(jīng)過加固后的節(jié)點受剪承載力有所提高，但破壞并沒有出現(xiàn)明顯的梁塑性鉸，因此節(jié)點的延性僅得到有限的提高^[140-144]。

Pampanin等（2006年）對4個未布置箍筋的邊節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，其中3個采用金屬斜撐桿體系加固，并提出了外移塑性鉸加固的思想，結(jié)果表明，加固節(jié)點由節(jié)點剪切破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榱核苄糟q破壞，塑性鉸出現(xiàn)在金屬斜撐桿的邊緣，節(jié)點的延性得到很大的改善。但是金屬斜撐桿需要特殊加工，且斜撐桿的布置類似于加大截面法梁柱加腋，影響了使用空間^[145]。

朱彥鵬等（2010年）對3個采用體外交叉鋼筋加固的T形角節(jié)點進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明，該加固技術(shù)可以有效地提高節(jié)點核心區(qū)抗剪能力，加固后其承載能力和延性都得以大幅度提高^[146]。

殷新宇（2019年）在現(xiàn)有的鋼筋混凝土框架節(jié)點加固技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新的鋼筋混凝土框架節(jié)點加固裝置，即采用在梁端打孔、穿螺桿，對螺桿施加預(yù)應(yīng)力給節(jié)點（柱體），從而施加向心約束，實現(xiàn)對節(jié)點的加固，克服了已有加固節(jié)點核心區(qū)約束不均勻的缺點，以及傳統(tǒng)加固框架節(jié)點正交梁的存在所造成的空間障礙。本試驗針對所提出的新的節(jié)點加固裝置，對加固后節(jié)點分別從承載力、剛度及抗震性能進(jìn)行了分析與研究，但需要進(jìn)一步進(jìn)行試驗研究來充分分析該加固裝置加固節(jié)點的受力機(jī)制，從而驗證該加固裝置的可靠性^[147]。