建筑RC构架之补强实验研究

更新时间:2019-09-05 来源:工程结构论文 点击:

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  中文摘要:建筑R.C.构造物在其生命周期中,因天然、人为因素或时空关系导致耐震性能不足,在无法重建且可达到新制耐震标准30%的情形下,补强是必然的选择。本文主要在于探讨如何对现有学校建筑结构进行补强措施之拟定,分别以纯梁柱构架、含整片窗台矮墙构架、含墙开整片高窗构架、含墙开口构架及含整片墙构架等建筑R.C.平面构架试体,视其尚未补强之破坏模式,利用补强前原试体采取适当且有效补强工法,再进行补强后之试验,比较相同试体补强前后强度与韧性变化情况。
  在多元的补强工法中,文内分别对纯梁柱构架采以R.C.增设托肩、扩大柱头或以钢钣增设托肩、围封柱头等措施补强;对含整片窗台矮墙采以R.C.增设翼墙或另切割隔离缝等措施补强;对含墙开整片高窗构架采以R.C.增设翼墙或以钢钣围封极短柱等措施补强;对含墙开口构架仅以EPOXY树脂注入与EPOXY树脂砂浆填充等措施补修;对含整片墙构架采以补修或以钢片增设斜撑框架措施补强。以上补强或补修试体,经以试验多周次正反向加载所得P- 曲线,比较以简单理想化的结构模型,利用ACI理论仿真分析所得P- 折线,误差尚属合理。
  本文研究的成果、结论与建议归纳如后:
  1. 混凝土裂缝以EPOXY树脂注入、混凝土剥落以EPOXY树脂砂浆填充等工法,为一种理想的补修措施,若施工得当确实,耐震强度几可修复,甚至如为含整片墙构架,其耐震强度也可提升为1.17倍,但刚度均趋于软化。
  2. 以钢钣较之以钢筋混凝土为补强材料,可得较佳之强度与韧度增量。既有需予补强之校舍,若既有结构体混凝土强度足够,补强材料采用钢钣,反之若不足,则以钢筋混凝土为宜。
  3. 纯梁柱构架以钢钣增设托肩、围封柱头,在耐震强度提升为2.7倍,而以R.C.增设托肩、扩大柱头,在耐震强度提升为1.68倍。因此,在既有校舍补强措施,采用前者较佳,规划设计新建上,不妨配合外观,增设梁柱托肩。
  4. 含整片窗台矮墙构架以R.C.增设翼墙并切割隔离缝,在强度与韧度上,均获得提升量(强度提升为2.07倍、变形能力提升为1.17倍、韧性比提升为1.43倍),若能将翼墙钢筋连接得当,而不会由此处发生破坏,则它的强度与韧度等耐震性能,应可再提高。对于仅以R.C.增设翼墙,强度上虽较高,但韧度较差。建议此种构架,经评估以上两者补强措施,以R.C.增设翼墙并切割隔离缝方案较佳。
  5. 含墙开整片高窗构架以钢钣围封极短柱,如同将开口左右缩小,形同一开口剪力墙,其耐震强度提升为2.74倍,比较以R.C.增设翼墙之1.87倍,约计高出1.5倍数,同样其耐震韧度提升变形能力为4.64倍、韧性比为1.22倍,亦较增设翼墙方案为佳。
  6. 含墙开中央门构架或含翼墙构架或含整片墙构架,本已具有足够之耐震强度,以补修方式为之即可。若含整片墙构架之竖向柱构材强度足够,又为12cmR.C.墙,可考虑以钢片增设斜撑框架补强。

  目 录
  中文摘要
  志谢
  表目录
  图目录
  符号说明
  第一章 绪论
  1.1研究动机与目的1.1.1研究动机
  1.1.2研究目的
  1.2文献回顾
  1.2.1学校建筑构架破坏模式之实例
  1.2.2学校建筑构架破坏模式之理论探讨
  1.2.3建筑物耐震补强工法之试验探讨
  1.2.4学校建筑构架耐震补强之指针探讨
  1.2.5学校建筑物耐震补强之计算机仿真探讨
  1.3研究方法与流程
  1.3.1研究方法
  1.3.2研究流程
  1.4适用范围
  第二章 试体规划、制作及试验方法
  2.1试体规划
  2.2试体制作
  2.2.1 以R.C.增设梁柱托肩、扩大柱头
  2.2.2 以钢钣增设梁柱托肩、围封柱头
  2.2.3 以R.C.增设翼墙并切割隔离缝
  2.2.4 以R.C.增设翼墙(用于窗台矮墙构架)
  2.2.5 以钢钣围封极短柱
  2.2.6 以R.C.增设翼墙(用于整片高窗构架)
  2.2.7 以EPOXY树脂注入
  2.2.8 以EPOXY树脂砂浆填充
  2.2.9 以钢片增设斜撑框架
  2.3试验方法
  2.3.1试验设备
  2.3.2试验前的准备工作
  2.3.3试验方法及其步骤
  第三章 试验过程及其结果
  3.1概述
  3.2试验过程及其结果
  3.2.1 R-PFH试体
  3.2.2 R-PFL试体
  3.2.3 R-LFWL试体
  3.2.4 R-LFWH试体
  3.2.5 R-HFWL试体
  3.2.6 R-HFWH试体
  3.2.7 R-DFW试体
  3.2.8 R-WFW试体
  3.2.9 R-LWFH试体
  3.2.10 R-LWFL试体
  3.3讨论
  第四章 R.C.构架震后补强(修)措施之比较与选定
  4.1概述
  4.2平行于教室走廊纯梁柱之构架
  4.2.1 R-PFH试体以R.C.增设梁柱托肩、扩大柱头补强
  4.2.2 R-PFL试体以钢钣增设梁柱托肩、围封柱头补强
  4.2.3以R.C.或钢钣增设托肩、围封柱头补强效果之差异
  4.3教室内含整片窗台矮墙之构架
  4.3.1 R-LFWL试体以R.C.增设翼墙并切割隔离缝补强
  4.3.2 R-LFWH以R.C.增设翼墙补强
  4.3.3 以R.C.增设翼墙有无切割隔离缝补强效果之差异
  4.4教室厕所含墙开整片高窗之构架
  4.4.1 R-HFWL试体以钢钣围封短柱补强
  4.4.2 R-HFWH试体以R.C.增设翼墙补强
  4.4.3 以R.C.增设翼墙或以钢钣围封短柱补强效果之差异
  4.5教室含墙开口之构架
  4.5.1 R-DFW含墙开门试体以EPOXY树脂与EPOXY树脂砂浆补修
  4.5.2 R-WFW含翼墙试体以EPOXY树脂与EPOXY树脂砂浆补修
  4.6教室含整片墙之构架
  4.6.1 R-LWFH含整片墙试体以EPOXY树脂与EPOXY树脂砂浆补修
  4.6.2 R-LWFL含整片墙试体以钢片增设斜撑框架补强
  4.7各试体补强(修)前后耐震性能统计分析
  4.8建筑R.C.构造耐震补强(修)措施之选定
  4.8.1耐震补强(修)作业流程
  4.8.2耐震补强(修)措施之选定
  4.8.3耐震补强效果之确认
  4.9讨论
  第五章 补强(修)构架载重与位移之预测分析
  5.1概述
  5.2纯梁柱构架试体
  5.2.1以R.C.增设梁柱托肩、扩大柱头补强
  5.2.2以钢钣增设梁柱托肩、围封柱头补强
  5.3含整片窗台矮墙构架试体
  5.3.1以R.C.增设翼墙并切割隔离缝补强
  5.3.2以R.C.增设翼墙补强
  5.4含墙开整片高窗构架试体
  5.4.1以钢钣围封短柱补强
  5.4.2以R.C.增设翼墙补强
  5.5含墙开口构架试体
  5.5.1含墙开门构架试体以EPOXY树脂与EPOXY树脂砂浆补修
  5.5.2含翼墙构架试体以EPOXY树脂与EPOXY树脂砂浆补修
  5.6含整片墙构架试体
  5.6.1含整片墙试体以EPOXY树脂与EPOXY树脂砂浆补修
  5.6.2含整片墙试体以钢片增设斜撑框架补强
  5.7讨论
  第六章 结论与建议
  6.1结论
  6.2建议
  参考文献
(本文为硕士论文,由于篇幅较长,仅提供摘要与目录,如需全文,请联系我们)

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