现浇钢筋混凝土梁柱节点抗震性能及加固方法研究

我国现行《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）规定结构设计时要满足"强柱弱梁"的设计目标，但对常见的现浇钢筋混凝土结构，在"强柱弱梁"验算时因未考虑现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力提高的影响，导致按"强柱弱梁"设计的结构在地震时实现不了真正的"强柱弱梁"，相反为"强梁弱柱"。汶川震害调查表明，目前我国存在大量的"强梁弱柱"结构，这些结构抗震性能较差，成为不可忽视的安全隐患。对这类现有结构采取何种加固措施，提高其抗震性能，使"强梁弱柱"转化为"强柱弱梁"，目前国内相关研究尚少。.本项目拟对现浇钢筋混凝土梁柱节点的抗震性能及加固方法进行理论与模型试验研究，评价现浇楼板对"强柱弱梁"机制的影响；提出两种"强梁弱柱"的加固方法，即节点附近现浇板开角缝法和柱端外包碳纤维法，并将两种方法对"强柱弱梁"机制的影响进行评价。通过研究，为今后修订建筑抗震设计规范、现有建筑结构加固提供理论依据。

我国现行《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）规定结构设计时要满足“强柱弱梁”的设计目标，但对常见的现浇钢筋混凝土结构，在“强柱弱梁”验算时因未考虑现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力提高的影响，导致按“强柱弱梁”设计的结构在地震时实现不了真正的“强柱弱梁”，相反为“强梁弱柱”。汶川震害调查表明，目前我国存在大量的“强梁弱柱”结构，这些结构抗震性能较差，成为不可忽视的安全隐患。对这类现有结构采取何种加固措施，提高其抗震性能，使“强梁弱柱”转化为“强柱弱梁”，目前国内相关研究尚少。.研究工作采用有限元软件数值分析以及模型试验的方法，采用梁柱节点处现浇楼板开角缝的方法，通过建立普通节点、楼板开角缝节点以及碳纤维加固柱端节点的梁、柱端变形破坏过程进行研究，重点对现浇楼板参与梁的抗弯能力的梁、柱端正截面承载力的变化考察、分析，主要结论有以下几点：.1）现浇楼板内平行于纵梁的钢筋增大了梁端受弯承载力，楼板钢筋参与程度随着远离梁端而减小，柱端承载力小于梁端承载力，地震作用下，柱比梁先发生破坏，易形成“强梁弱柱”机制。.2）在不影响节点承载力的条件下，楼板设角缝能局部削弱梁的抗弯能力，梁受力主筋屈服时间明显提前，梁筋屈服时柱身混凝土裂缝也有所减少，梁端与柱端塑性铰出现时间间隔加大，使节点在受到地震作用破坏时更接近梁铰机制的特点..3）采用碳纤维加固后的框架节点柱端抗弯承载力提高，节点加固后柱端钢筋应力显著降低，而梁端钢筋应力有所提高，在地震力作用下表现的更为明显。最终延迟柱端塑性铰的出现，强制性使塑性铰首先出现在梁端，加大了梁端的塑性变形，形成总体破坏机制，可能实现“强柱弱梁”的加固效果。