外置薄壁鋼管加固火災(zāi)后混凝土柱的抗震性能研究

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1、學(xué)校代碼:10385分類(lèi)號(hào):研究生學(xué)號(hào):1200404009密級(jí):外置薄壁鋼管加固火災(zāi)后混凝土柱的抗震性能研究StudyonSeismicPerformanceofReinforcedConcreteColumnsafterFireStrengthenedwithThin-WallSteelTube作者姓名:任亞坤指導(dǎo)教師:徐玉野副教授實(shí)際單位導(dǎo)師:林曉康高工專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別:工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位專(zhuān)業(yè)學(xué)位領(lǐng)域:建筑與土木工程研究方向:工程結(jié)構(gòu)防災(zāi)所在學(xué)院:土木工程學(xué)院論文提交日期:二〇一五年六月九日學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人

2、聲明茲呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的研究成果。論文寫(xiě)作中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究?jī)?nèi)容,如參考他人或集體的科研成果,均在論文中以明確的方式說(shuō)明。本人依法享有和承擔(dān)由此論文所產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任。論文作者簽名:簽名日期:學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)聲明本人同意授權(quán)華僑大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家機(jī)關(guān)或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版,允許學(xué)位論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華僑大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部?jī)?nèi)容或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:簽

3、名日期:簽名日期:摘要摘要采用外包薄壁鋼管、內(nèi)灌自流平微膨脹灌漿料加固受火后混凝土柱,具有可將鋼管作為灌漿料的模板、方便施工,同時(shí)鋼管不易出現(xiàn)局部屈曲,新老材料共同工作性能好,顯著提高受火后混凝土柱的承載力和剛度等優(yōu)點(diǎn)。顯然,對(duì)這一新型的加固技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和計(jì)算分析,并建立相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)方法是必要的。本文對(duì)外置薄壁鋼管加固受火后鋼筋混凝土柱的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和計(jì)算分析,開(kāi)展了2根未受火鋼筋混凝土柱、2根受火后未加固鋼筋混凝土柱和10根外置薄壁鋼管加固受火后鋼筋混凝土柱的擬靜力試驗(yàn),考察了寬厚比、軸壓

4、比、剪跨比及加固方式等參數(shù)對(duì)外置薄壁鋼管加固受火后混凝土柱抗震加固效果的影響情況。主要工作和結(jié)論如下:(1)薄壁鋼管加固可顯著提高受火后混凝土柱的受剪承載力、極限變形和累計(jì)滯回耗能,且加固后試件的割線剛度與未受火試件相比相差較小。(2)寬厚比對(duì)加固試件的抗剪承載力、極限變形能力、剛度和耗能能力影響較大,對(duì)延性影響較小。加固試件的極限位移、累積耗能隨薄壁鋼管寬厚比的增大而減小。加固試件Z3(寬厚比100)、Z6(寬厚比150)的抗剪承載力與受火后未加固試件Z2相比分別提高了41.8%、46.9%;剪跨比為3.0時(shí),

5、加固試件Z10(寬厚比100)、Z14(寬厚比150)的抗剪承載力與受火未加固試件Z8相比分別提高了62.5%、55.5%。(3)軸壓比對(duì)外置薄壁鋼管加固火災(zāi)后混凝土柱的抗剪承載力、剛度、耗能能力和延性影響較大,對(duì)極限變形能力影響較小。隨著軸壓比增大,加固試件的抗剪承載力也隨之增大,但當(dāng)軸壓比增大到一定程度時(shí),再增大軸壓比,加固試件的抗剪承載力反而略有下降。加固試件的耗能能力、割線剛度隨軸壓比增大而增大,但當(dāng)軸壓比增加到一定程度時(shí),加固試件的剛度增加幅度明顯降低。(4)剪跨比對(duì)加固試件的抗剪承載力、極限變形能力、

6、延性、剛度的影響比較明顯。隨著剪跨比的增大,加固試件的抗剪承載力、極限變形能力和延性的提高幅度降低。剪跨比為1.78時(shí),加固試件的極限變形能力提高了149.6%,抗剪承載力提高了41.8%;剪跨比為3.0時(shí),加固試件的極限變形能力提高了90.1%,抗剪承載力提高了38.6%。I華僑大學(xué)碩士學(xué)位論文(5)加固方式對(duì)外置薄壁鋼管加固受火后混凝土柱的加固效果影響較大。就受剪承載力、耗能能力和剛度的改善程度而言,第三種加固方式>第二種加固方式>第一種加固方式;就延性的改善程度而言,第一種加固方式>第三種加固方式>第二種加

7、固方式;就極限變形能力的改善程度而言,第三種加固方式優(yōu)于其他兩種加固方式。(6)參照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,建立了外置薄壁鋼管加固火災(zāi)后混凝土柱抗剪承載力的實(shí)用計(jì)算公式,為受火后混凝土柱的加固設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土柱火災(zāi)后薄壁鋼管加固設(shè)計(jì)IIAbstractAbstractReinforcingtheRCcolumnsafterfirewiththin-wallsteeltubesandself-levelingmicroexpansiongroutingmaterialhavetheadvantage

8、softhesteeltubecanbeusedasthetemplateforgroutingmaterialandconvenientconstruction,andthesteeltubeisnoteasytoappearlocalbuckling,significantlyimprovethefireafterconcretecolumnbearingcapaci

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