论文部分内容阅读
板柱结构因其空间简洁，平面布置灵活，能降低建筑物层高等优点，广泛应用于大空间的多层厂房、仓库和公共建筑等。然而与有梁楼盖相比，板柱结构有其缺点，在板柱节点处容易发生脆性冲切破坏。因此，在工程实际中，由于种种原因需要对板柱节点进行维修和加固。在综合国内外有关板柱节点冲切破坏及其加固研究的基础上，提出采用碳纤维布(CFRP)外贴加固板柱节点的新方案。选取实际板柱结构的中间一个区格，制作了未加固与CFRP加固板柱节点的1/4缩尺比例结构模型，分别进行了结构模型试验和非线性有限元研究。(1)进行了加固前后板柱结构1/4缩尺比例模型的结构试验，进一步分析了板柱节点的冲切破坏机理。试验结果表明，板柱结构在发生冲切破坏时，往往伴随有跨中板底弯曲裂缝。冲切裂缝产生于柱子角部，向柱边衍生，并向板内发展。CFRP加固板柱节点的方案能够提高板柱节点抗冲切承载力，相对未加固板柱结构提高了27%。(2)对比了加固前后试验的荷载挠度曲线，结果显示，在节点发生冲切开裂前，两曲线几乎重合，说明CFRP加固并没有提高开裂前楼盖的刚度，CFRP加固板柱结构的冲切开裂荷载略高于未加固板柱结构的冲切开裂荷载，表明CFRP加固对板柱节点冲切开裂荷载的提高有一定的作用。在开裂后，CFRP加固的板柱结构的刚度要高于未加固的，此时CFRP的作用开始加大。冲切破坏时，CFRP加固板柱结构的延性相对未加固板柱结构的提高了58%。(3)采用ANSYS有限元软件对加固前后的试验模型进行了非线性分析，计算的极限荷载与试验值能较好的吻合。对比试验值与有限元数值计算结果表明：混凝土单元选用SOLID65，采用弥散裂缝模型和W-W五参数破坏准则；钢筋单元选用BEAM188，考虑了纵筋在抗冲切破坏中的作用；碳纤维布(CFRP)选用SHELL41单元；采用分离式有限元模型能够很好的模拟未加固与碳纤维布(CFRP)加固板柱结构冲切破坏性能。(4)结合结构模型试验及有限元分析结果，提出了适用于CFRP加固板柱节点的冲切承载力计算公式，并计算了加固前后板柱节点抗冲切承载力。将理论计算结果与试验结果、有限元计算结果进行了对比，验证该公式的可行性。