火灾后型钢混凝土结构的抗震性能及加固修复研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51178226
项目类别：
面上项目
资助金额：
61.0万
负责人：
李俊华
依托单位：
宁波大学
学科分类：
E0804.结构工程
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
郑荣跃；于长海；萧寒；季瑶；张振文；唐跃锋；刘明哲；王国锋；邱栋梁；
关键词：
型钢混凝土抗震性能损伤评估火灾加固修复

项目摘要

从构件和结构整体两个不同层面对火灾后型钢混凝土的抗震性能及加固修复进行研究。通过火灾后型钢混凝土柱、梁柱节点、梁柱框架的低周反复加载试验及常温下的对比试验，研究火灾后型钢混凝土构件的延性、滞回特性、耗能能力及其与曾经经历的火灾温度、受火时间之间的关系，提出火灾后型钢混凝土构件与曾经经历的火灾温度、受火时间相关的抗震承载力、变形刚度计算方法；研究火灾后型钢混凝土构件的加固修复方法，比较分析不同加固方式对火灾后型钢混凝土柱、梁柱节点、梁柱框架抗震性能的加固修复效果，建立火灾后加固和未加固条件下型钢混凝土构件的恢复力模型；进行火灾后未加固和局部加固条件下型钢混凝土整体结构的静力推覆分析和动力时程分析，研究火灾后未加固和加固条件下型钢混凝土整体结构的地震响应及结构薄弱层转移变化情况，提出火灾后基于整体抗震性能的加固修复策略，为火灾后型钢混凝土结构抗震性能的损伤评估和加固修复提供理论依据和技术支持。

结项摘要

本项目主要研究火灾后型钢混凝土构件与结构整体的抗震性能及加固修复策略。课题组在四年研究期内，完成了6个火灾后型钢混凝土柱的低周反复加载试验以及3个常温下型钢混凝土柱的对比试验，考察了轴压比及升温温度对火灾后型钢混凝土柱延性、滞回特性、抗震承载力等性能的影响。完成了5个火灾后型钢混凝土柱加固后的静力加载试验、5个火灾后型钢混凝土柱加固后的低周反复加载试验，重点考察了外包钢、碳纤维、预应力钢带加固对火灾后型钢混凝土柱静力强度、刚度及反复荷载下抗震性能的修复效果。完成了4个火灾后型钢混凝土柱-钢梁节点低周反复加载试验及2个常温下的对比试验、4个火灾后型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁组合节点低周反复加载试验及2个常温下的对比试验、4个火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁组合节点低周反复加载试验及2个常温下的对比试验，研究火灾作用及曾经经历的受火时间、轴压比等参数对型钢混凝土梁柱节点的破坏形态、延性、耗能能力等抗震性能的影响。完成了2个火灾后型钢混凝土柱-钢梁节点抗震加固试验、2个火灾后型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁组合节点抗震加固试验，以及2个火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁组合节点的抗震加固试验，比较分析了碳纤维布和外包钢两种加固方法对火灾后型钢混凝土柱抗震性能的加固效果。完成了2榀火灾后型钢混凝土框架的反复荷载试验和2榀未受火型钢混凝土框架的对比试验，研究了火灾后型钢混凝土框架的破坏过程与破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性、耗能性能等，探究火灾作用对型钢混凝土框架结构抗震性能的影响。在试验研究基础上，利用MSC.MARC、ANSYS、OpenSees等程序软件对火灾下型钢混凝土结构与构件的截面温度场、火灾后剩余承载力和剩余刚度、结构整体的抗震性能等进行了模拟分析。在试验结果和有限元参数分析基础上，提出了火灾后型钢混凝土梁、柱、节点剩余承载力和剩余刚度的计算方法及火灾后型钢混凝土构件与结构整体的抗震加固修复策略，研究成果为火灾后型钢混凝土结构抗震性能的损伤评估和加固修复提供理论依据和技术支持。