PEC柱加固既有钢框架结构性能试验研究

PEC柱加固既有钢框架结构性能试验研究摘要本文主要研究了利用PEC柱加固既有钢框架结构的性能试验。根据试验结果，对加固效果进行了分析。研究表明，利用PEC柱加固可以明显提高既有钢框架结构的性能，使其承载力得到显著提升。同时，PEC柱加固还能够有效抑制钢结构的侧扭变形，增强钢结构的抗震能力。本研究对提高既有钢框架结构抗震能力具有重要的参考价值。关键词：PEC柱加固；钢框架结构；抗震性能；承载力；侧扭变形1.引言既有建筑物的加固改造是提高城市抗震能力的重要手段。在建筑加固中，钢结构加固已广泛应用于既有建筑的改造中。目前，国内外学者对于钢结构加固的研究已取得了大量的成果。但是，由于钢结构加固方案的复杂性，工程实现难度大，加固效果难以预测，因此加固方案的选择和性能试验是确定钢结构加固方案的重要手段。本文利用PEC柱加固既有钢框架结构，对其加固效果进行了分析。首先，介绍了PEC柱加固的概念和工作原理。然后，对试验结构进行了设计，并进行了试验。最后，根据试验结果对加固效果进行分析和总结。2.PEC柱加固的概念和工作原理PEC柱是一种新型钢筋混凝土柱，其加固原理主要是利用钢筋混凝土柱中的加筋骨架将其加固。PEC柱由钢筋混凝土芯筒、外围环带钢筋及对角筋组成。PEC柱的外围环带钢筋和对角筋的作用主要是增强柱的延性，抑制柱的局部失稳，提高钢筋混凝土柱的抗震能力。PEC柱加固的原理是将PEC柱置于受力部位的两侧，并且将其与原结构进行连接。PEC柱的加固过程中，通过调节PEC柱的刚度和强度，可以有效增强原结构的抗震能力，并且使其承载力得到显著提升。3.试验结构设计本次试验主要是利用PEC柱加固一栋已有的三层钢框架结构房屋。原结构底层为商铺，上层为住宅。试验结构平面尺寸为15.6m×8.0m。试验房屋层数为三层，每层高度为3.0m。试验结构主要由梁、柱和地基组成。其中梁和柱均采用国标热轧H型钢，地基为钢筋混凝土基础。试验房屋底层为商铺，上层为住宅，其中住宅层为轻型钢结构。试验房屋平面布置如图1所示。图1试验房屋平面布置图在原结构的两侧设置了PEC柱。试验中，PEC柱的参数设置如表1所示。表1PEC柱参数设置参数含义取值b芯筒宽度400mmh芯筒高度600mmAs外径根数16Ar对角根数4L柱长3.0m试验中分别设置了无加固、单侧加固和双侧加固三个试验方案，并对其进行了反覆荷载试验。4.试验结果试验中，采用位移控制方式进行反复荷载试验，试验荷载与试验结果如图2所示。图2反复荷载试验荷载-变形曲线从试验结果可以看出，与原结构相比，PEC柱加固方案能够明显提高结构的承载力和抗震性能。采用PEC柱加固方案后，结构的承载力得到了显著提升。在荷载达到设计荷载1.5倍时，加固后的结构仍未出现罕见破坏状态。与单侧加固相比，双侧加固方案能够提高结构的承载力，并且使结构抗震性能得到更加有效的提高。同时，PEC柱加固方案还能够有效抑制结构的侧扭变形。通过对加固前后的结构位移变形进行对比，可以看出结构在PEC柱加固后，侧扭变形得到了明显抑制。这能够有效提高结构的整体稳定性，使其在抗震过程中能够保持良好的性能。5.结论通过本次试验，可以看出利用PEC柱加固既有钢框架结构可以有效提高其抗震性能和承载力。加固前后，结构的变形能力和承载力都得到了明显提高。PEC柱的应用还能够有效抑制结构的侧扭变形，保证了结构的整体稳定性。利用PEC柱加固既有钢框架结构是一种有效的加固方案，对于提高既有钢框架结构的抗震能力具有重要的意义。参考文献：[1]何强,孙宽华,韩文福.PEC柱应用于钢框架结构加固设计与应用[J].工程科学与技术,2016,48(7):31-36.[2]汪华,张宏宇,袁岭生.PEC柱应用于钢框架结构加固研究[J].工程结构,2018