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钢筋混凝土框架结构抗震加固试验研究
伊莱亚斯Strepelias博士;1色诺芬足博士;2言n Bousias;3Michael n。Fardis, m.a asce4
南京工业大学网站02/18/19下载版权评估。只供个人使用;保留所有权利。
文摘:新型钢筋混凝土（RC）墙体在钢筋混凝土房屋抗震加固中的应用，减少了地震变形的要求。通过3个4层框架填充RC的3∶4缩尺模型的拟动力试验，研究了它们的有效性。这些试件被认为是框架结构的一部分，其余的在试验中被视为弹性结构。与以往的试验不同，墙体腹板并不比框架构件薄，且试样高度足以承受挠曲。两种编码转换设计尝试将网络连接到周围的框架构件，其中一种比较省力。性能和破坏以弯曲为主，但组合墙两侧的开放式u形玻璃钢夹套对于防止由于柱的细节设计不当而导致的基础附近的过早破坏至关重要。对于两种连接细节，腹板和周围框架构件之间接口处的滑移/分离较小。在一个试件中，临界塑性铰不是在底部形成的，而是在框架的第一层梁定义的水平带中形成的，其中垂直梁的配箍比垂直墙的配筋弱得多；然而，这并没有对整体能量耗散和变形能力产生不利影响。从试验中推断出的复合墙体的割线-屈服点刚度、屈服力矩和极限弦旋转值与具有相同几何、配筋和细部构造的整体墙体的国际规范中给出的表达式完全一致。DOI:10.1061/（ASCE）圣1943-541X.0000817。2013美国土木工程师学会版权所有。
作者关键词:混凝土墙；销钉，假动力试验；地震恢复；地震试验；剪切传递；混凝土和砌体结构。
介绍
在钢筋混凝土（RC）建筑的抗震加固中，为减少
层位移和地震损伤而增设RC墙是一种普遍的做法。一 个简单，成本效益高的方法来增加墙壁是通过填充钢筋混凝土战略框架湾，特别是在周边。如果新墙占据了整个隔间，它可以将梁和两个柱合并为边界元素；只有腹板是全新的。这个腹板应该固定在现有的梁和柱上，以充分地将腹板的腹板剪切和拉伸能力传递给它们。在旧构件和新腹板之间缺乏适当的荷载路径和细节可能导致过早破坏或低延性。如果现有和新部件之间的连接不是整体的，则行为是不确定的，并且作为单一的、整体的元件的墙壁的建模或检查是值得怀疑的可靠性。对于整体性能而言，壁可以被选择为足够厚以封装现有梁和柱，其加固件放置在其外面并详述在新墙中；环氧树脂灌浆销钉被放置在旧混凝土和新混凝土的界面中。即使它没有封装梁，新的
1帕特雷大学土木工程系结构实验室博士后研究员，希腊帕特拉26504。电子邮件:ilstrepelias@gmail。com
2帕特雷大学土木工程系结构实验室博士后研究员，希腊帕特拉26504。电子邮件:xenpal@upatras.gr
3帕特雷大学土木工程系副教授，希腊帕特拉26504(通讯作者)。电子邮件:sbousias@upatras.gr
4帕特雷大学土木工程系教授，希腊帕特拉26504电子邮件:fardis@upatras.gr
请注意。2012年7月27日投稿;2013年2月5日批准;2013年2月7日在网上发布。讨论期开放至2014年2月23日;个别论文必须单独提交讨论。本文是《结构工程杂志》的一部分，copy;ASCE, ISSN 0733-9445/04013033(10)/$25.00。
墙可以封装柱以进行限制，尤其是在搭接接头较短的情况下。完全封装和依赖加固（如在新墙中放置和详细说明）使研究人员能够将生成的复合墙作为整体新构件进行建模和检查。然而，这种复合墙体可能会比重建整个建筑所需的坚固得多，或者在地基上产生困难。为了减少这种超强度，并避免穿透楼板，以保证跨楼板的连续性，可以选择比梁和框架柱薄的新腹板。在这种方案中，腹板与周围框架构件的剪力连接可能是薄弱环节。即使这种连接是很好的，新老混凝土的整体性能也不能被认为是理所当然的，复合体系的受力、抗弯和变形能力也存在不确定性。
本文研究了多层、不可破坏的钢筋混凝土框架结构的试验抗震性能，该框架填充了与其（窄）构件一样厚的钢筋混凝土腹板，并以符合规范的方式与之连接。其目的是实现一种延性的宏观整体行为，通过将复合材料新构件视为一个整体的、受挠曲控制的墙，可以对其进行设计简化、建模和验证。测试的复合墙的长宽比（长细比）大于3.0。因此，它们比过去的试验样品更好地代表了当前实践中的多层、细长、抗弯临界墙，而过去的试验样品由于实际原因具有较小的长宽比，因此具有低延性、极限变形和耗能能力的抗剪临界墙。以前的试验样本的腹板比周围的框架构件薄（很多），进一步削弱了腹板和腹板框架连接的抗剪性，使它们更容易受到剪切。Klingner和Bertero（1978年）和Bertero和Brokken（1983年）对几个1∶3比例的单跨三层框架进行了周期性试验。
各种填充材料，通常在三层不同，如:(1)空心水泥或粘土块(空心填入砂浆)，(2)实心粘土砖，(3)全厚度正常重量或轻质混凝土，等等。填充物用环氧树脂灌浆在周围的框架或焊接金属丝织物固定在它的双向加固。尽管有这种加固，这些试件的表现就像填充了未加固砌体的框架;填充物与框架分离，其中大部分形成对角压杆，框架构件弯曲和剪切失效。Kahn和Hanson(1979)测试了一个1∶2比例、一层、一隔间的样品，壁厚为柱子宽度的一半。剪切滑移发生在腹板和梁之间的干式包装层中。与同类但不是完全相似的整体试件相比，墙体的抗剪能力和变形能力降低了25%左右。Frosch等人(1996)测试了一个2∶3比例的两层单层框架，框架内填充的预制面板比柱和梁薄得多。短钢管嵌在周围内成员穿过界面进入相邻板之间的空间,将剪切的销子(剪切凸耳)和允许的垂直条加密(放置在相邻之间的条板)是连续的故事和单杠epoxy-grouted到列。薄弱环节是楼板框架柱的20条直径搭接;为了提供可靠的复合墙体的弯矩阻力，并控制其值，使挠曲而不是剪切，对旧柱两侧的竖向外筋在基础和试件顶部之间进行后张。斜向裂缝在腹板中形成，但与框架构件或相邻预制板之间的界面似乎以整体方式工作。对于低后张，在柱拼接失败和挠曲裂缝在底部打开后，肌腱屈服;高张后，加密层发生了斜向压缩破坏。在这两种情况下，在负载循环过程中，峰值电阻的下降幅度都不超过20%，因此达到的低峰值漂移不能作为最终值。在Pulido等人(2004)在摇床上测试的1∶4比例的单层单跨试件中，墙体厚度为框架构件的一半，并沿三面用长销钉连接;梁拱腹和填充物之间的缝隙对非整体性能至关重要。背风柱从墙中分离出来，柱在剪切中失效，但墙几乎是惰性的。
日本混凝土研究所(JCI 2007)强调了27个单层、单隔间试件的循环试验，钢筋混凝土填充的厚度为框架构件宽度的25-60%。这些低层墙体的破坏往往是在极限变形较低时发生，然后发生弯曲屈服，是由于剪切引起的，有时在界面处发生滑动。在17个标本中，填充物通过环氧树脂灌浆销钉与周围框架连接;电阻平均为整体试样的87%，但最终变形平均大55%。在6个标本中，通过剪切键或未灌浆的销钉进行连接;阻力平均为整体试样的80%，但最终变形比整体试样大115%。其他四个标本已经有了一个薄的腹板，其厚度增加了100或150%，而与框架构件没有直接连接;平均抗剪强度为整体试样的92%，极限变形为整体试样的13%。
Altin等人(1992)、Kara和Altin等人(2006)和Sonuvar等人(2004)对填充壁厚为框架构件三分之一或40%的两层单层试件进行了1∶3比例的循环试验。环氧灌浆的榫钉延伸到钢筋混凝土填充物的连接，但显然不是工程。失败是
在剪切或弯曲屈服前剪切和弯曲的组合中，通常(大大)低于预期的变形或从整体试样中推断出的变形。没有将腹板与框架构件正连接的试件的受力抗力远远小于有正连接的试件。Canbay等人(2003)和Erdem等人(2006)测试了类似的样本。在这种情况下，中心湾在一个三湾框架填充钢筋混凝土厚度63%的框架成员的宽度;这些墙体虽然长宽比较低，但其破坏模式以挠曲为主，整体墙体的最终变形小于预期。
试样
对3个单室rc填充框架试件进行了试验。每个标本是一个3∶4比例模型的中心湾的一个三湾，四层楼的框架填充钢筋混凝土到一面墙[图。1 (a)]。三层框架代表了四层建筑的外部框架，四个相似的平行框架之间的间距为6米(比例建筑为4.5米)。每一个外部框架的中央湾填充钢筋混凝土，以尽可能接近一个整体钢筋混凝土墙。
代表中心海湾的四层框架标本首先在水平位置浇铸，基础梁固定在坚固的墙壁上。如果试件是垂直浇筑的，在浇筑腹板混凝土时应特别小心，以确保与梁拱腹完全接触。图1(b)为构件截面及钢筋。箍筋是普通的90°钩和10毫米覆盖。柱杆在每层直径超过34条的地方搭接。每一帧然后填充钢筋混凝土网厚的框架成员的宽度。表1为材料强度实测值。表2显示了新腹板的双向加固(不同的样品和一般的每一层)和墙的循环剪切阻力，根据en1998 -3:2005 (CEN 2005)，由Biskinis et al.(2004)提供。8毫米酒吧在260毫米中心用于所有标本的故事3,三上的故事标本2,样品1的两个上层的故事给0.2%的最小钢筋比今天的抗震设计规范中指定的网络新墙,但违反最大的酒吧——间距这些代码。
图1所示。非延性框架试件的几何形状和加固:(a)三跨框架的总体尺寸(以米为单位)，其中中心跨填充钢筋混凝土;(b)梁、柱截面
表1.材料强度
a普通钢筋
bD为棒材直径，以毫米为单位
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表2.与框架连接的腹板加固和销钉以及标称的抗剪强度由它们在第1层提供
a每一个面
b单行
cD为棒材直径，以毫米为单位
在新的web和框架成员之间尝试了两个单一连接选项，如下所示:
1.腹板钢筋的抗拉锚固到周围的框架中，并在界面处分开销钉(剪切耳)进行剪切传递;和
2.只有两端的定位销。
选项1(图2(a)]符合设计规范函，具体如下:
bull;新网站双向加固的两幅幕布中，每幅幕布的每一根横条都被完全锚定在其中，并在与框架成员的界面处终止。这是通过搭接与相同直径的启动
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