一、前言
近年來(lái)，體外預(yù)應(yīng)力加固法在框架結(jié)構(gòu)的加固工程實(shí)踐中已經(jīng)得到了較多的應(yīng)用。體外預(yù)應(yīng)力加固的特點(diǎn)是傳力明確、布置靈活，可以根據(jù)豎向荷載的分布情況靈活的設(shè)置力筋布置形式，使其等效荷載能夠抵消大部分外荷載的作用，并充分發(fā)揮各種結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究表明，體外預(yù)應(yīng)力加固框架在豎向荷載下的結(jié)構(gòu)性能比較理想，但其在反復(fù)作用的水平荷載(主要是地震荷載)下的結(jié)構(gòu)性能還沒(méi)有得到充分的研究。工程實(shí)踐的發(fā)展使得對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行深入的研究變得十分必要和緊迫。因
此，本次試驗(yàn)的目的就是對(duì)框架結(jié)構(gòu)經(jīng)體外預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固后在豎向荷載和水平反復(fù)荷載的共同作用下的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析研究。
二、試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)
選擇單層單跨鋼筋砼框架為基本試驗(yàn)對(duì)象。原型框架跨度7.5m，層高4.5m。開(kāi)間6.6m，采用1860級(jí)15.24鋼絞線進(jìn)行了體外預(yù)應(yīng)力加固，加固后屋面恒載為9.62。
對(duì)縮尺模型進(jìn)行試驗(yàn)，首先根據(jù)試驗(yàn)條件確定模型框架與原型框架的幾何比例為l/3，其他比例系數(shù)為位移比例系數(shù)l/3，彈性模量比例系數(shù)1，應(yīng)力和應(yīng)變比例系數(shù)l，集中荷載和集中力的比例系數(shù)1/9。按以上相似比例系數(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)用的模型框架。
加固原結(jié)構(gòu)使用的力筋為4根1860級(jí)15.24鋼絞線，張拉控制有效應(yīng)力為 。按相似比例系數(shù)，應(yīng)使用截面積為15.6的鋼絞線。而實(shí)際工程上使用的最細(xì)的鋼絞線12.7的截面積為89.45。因此在模型中使用2根1860級(jí)12.7鋼絞線，由力筋總拉力的比例系數(shù)確定張拉控制有效應(yīng)力為400N/。模型中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉控制有效應(yīng)力雖然遠(yuǎn)小于原型中的應(yīng)力值，但在整個(gè)加載過(guò)程中，原型與模型中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線都處于線性階段，可以不考慮應(yīng)力值的比例，只考慮預(yù)應(yīng)力鋼絞線總拉力的相似比例。預(yù)應(yīng)力鋼絞線使用的錨具為柳州海維姆出產(chǎn)的v—13錨具。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的布置形式如表1。轉(zhuǎn)向塊為自加工的鋼制組合件。到柱軸線的距離為L(zhǎng)/3=933mm。
三、加載與數(shù)據(jù)采集
豎向荷載分兩級(jí)施加，第一級(jí)20kN，第二級(jí)30kN。張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)保持豎向荷載不變，分兩級(jí)兩端張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。施加水平荷載時(shí)保持豎向荷載不變，對(duì)兩邊伸出的梁端輪流施加水平力。
按抗震規(guī)范，考慮Ⅱ級(jí)場(chǎng)地遠(yuǎn)震，8度多遇地震作用下試驗(yàn)框架受到的水平地震力；在8度罕遇地震作用下，。因此，水平力的每一級(jí)循環(huán)包括右推、歸零、左推、歸零四個(gè)步驟，水平力的施加先按水平力控制，每級(jí)20kN；水平荷載作用下試驗(yàn)框架進(jìn)入屈服平臺(tái)后按水平位移控制,每級(jí)5mm，直至試件破壞。其加載力學(xué)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖l。
在試驗(yàn)中采取如下測(cè)量手段：使用設(shè)置在梁端兩邊的水平力傳感器測(cè)量水平力，采集的數(shù)據(jù)輸入電子繪圖儀繪制水平滯回曲線。使用設(shè)置在框架梁中間的位移傳感器測(cè)量水平位移，采集的數(shù)據(jù)輸入電子繪圖儀繪制水平滯回曲線。在框架中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼絞線上粘貼電阻應(yīng)變片，采集得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)輸入電腦進(jìn)行處理。此外，在試驗(yàn)中隨時(shí)觀察并測(cè)量裂縫延伸的長(zhǎng)度和寬度。
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