- 鋼筋混凝土框架結構節點加固方法研究與應用
- 趙國棟 王明明 李新泰
- 1041字
- 2022-01-21 13:57:53
1.6 問題的提出
根據震害與試驗結果,鋼筋混凝土框架節點破壞形式一般可歸納為以下四種:①梁端受彎破壞;②柱端壓彎破壞;③錨固破壞;④核心區剪切破壞[1]。后面三種破壞均為脆性破壞,是需要在節點加固中首先避免的破壞形式。而第一種破壞表現為受拉鋼筋屈服、受壓混凝土壓碎、混凝土保護層剝落,屬延性破壞;框架結構在水平荷載作用下,由于框架梁上作用的彎矩有自反彎點向柱面逐漸增大的特點,梁筋將先在柱面附近屈服,隨著梁端位移與塑性鉸區域的增加,鋼筋屈服段越來越長,并且逐漸向節點內滲透,發生“屈服滲透”現象,此時貫穿節點的鋼筋會發生較嚴重的粘結退化,導致梁筋屈服區繼續向節點內轉移,此后塑性伸長和滑移使梁縱筋從節點中滑出,在梁柱兩側界面交替出現一條較寬的垂直裂縫,由于梁的受拉屈服區轉移到節點內,使梁端的屈服變形更集中在這兩條垂直裂縫上,這個屈曲變形又會加劇梁縱筋的粘結退化,并最終引起節點耗能能力快速下降[146-160]。因此雖然梁塑性鉸破壞形式可以實現較大的位移延性系數,但并不代表結構的耗能性能很好,所以應該通過加固避免由于梁筋滑移產生的較大梁變形,這就需要梁靠近節點區的部分不發生破壞或發生不嚴重破壞,保持梁筋在節點內良好的粘結性能,實現梁對節點區持續約束,保證節點的強度與剛度。
雖然采用上述加固方法可以使梁、柱、節點的受力性能得到改善,避免發生不利的脆性破壞,然而大部分加固方法多著眼于承載能力的提高,這顯然與能力設計的要求不符。雖然部分也出現了梁塑性鉸破壞這一利于抗震的破壞形式,但受力后期常伴有節點內梁筋滑移、加固材料剝離或撕裂破壞、節點區出現較寬斜裂縫甚至發生節點受剪破壞等現象,未實現節點抗震加固的目標??蚣苓吂濣c的核心區可以實現眾多研究方法中針對簡單的平面節點的加固處理方法,但對于含有直交梁的框架內節點卻難于實施,樓板的存在使梁柱相交的節點核心區部分更加復雜,因此需要盡量避免對原有結構造成的損傷,采用簡單易行的方法實施加固,而不是增加其他復雜的構造措施強行加固;同時在加固過程中往往只注重對相對容易處理的梁、柱實施加固,而忽略了梁柱交界面連接的處理,形成強梁強柱弱連接,導致加固材料發生剝離破壞,使材料無法充分發揮作用,造成加固失效與材料浪費。
因此,需要提出一種針對梁柱端及其交界面連接的有效的加固方法,使梁端塑性鉸外移,有效地解決梁縱筋在節點核心區的滑移問題,使梁對節點核心區保持較好的約束作用,從而提高核心區混凝土的抗剪強度,減小核心區的剪切變形,并最終改善框架整體在地震過程中的受力性能。