李 碩,趙作周,2
(1.清華大學(xué)土木工程系,北京 100084;2.清華大學(xué)土木工程安全與耐久教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100084)
我國是一個(gè)地震多發(fā)國家,存量巨大的建筑面臨地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)我國第五代地震區(qū)劃圖的規(guī)定[1],全國范圍內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)均需要進(jìn)行抗震設(shè)防,而且7度及以上地震設(shè)防區(qū)的范圍明顯增加,更多建筑處于地震易發(fā)區(qū)域,部分地區(qū)因?yàn)閰^(qū)域抗震設(shè)防烈度的提高導(dǎo)致原有建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防能力不能滿足新的抗震設(shè)防要求,需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震加固以提升結(jié)構(gòu)的抗震能力。我國發(fā)生的幾次破壞性地震建筑震害表明[2],靠近震中高烈度范圍的建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)受遠(yuǎn)高于其抗震設(shè)防水平的地震作用,地震造成人員傷亡與建筑物的倒塌或嚴(yán)重破壞,同時(shí),其他大量非震中高烈度范圍的建筑也發(fā)生了不同程度的不可逆損傷,震后需要通過抗震鑒定與抗震加固改造以滿足后續(xù)正常使用要求。另外,經(jīng)常發(fā)生的中小強(qiáng)度地震不會(huì)對(duì)建筑造成嚴(yán)重破壞或倒塌,但會(huì)給部分建筑結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷,需要修復(fù)與加固后才能繼續(xù)使用。
鋼筋混凝土(RC)框架結(jié)構(gòu)是我國量大面廣的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。RC 柱作為豎向關(guān)鍵構(gòu)件,其抗震性能決定了框架結(jié)構(gòu)抗震性能的好壞。國內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)RC 柱的抗震性能進(jìn)行了大量的研究,基于研究結(jié)果與震害總結(jié),國內(nèi)外的相關(guān)規(guī)范中給出了RC柱抗震性能的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)限值的取值建議,但絕大多數(shù)是基于未震損未加固RC 柱的研究結(jié)果;針對(duì)加固后RC 柱抗震性能評(píng)價(jià)主要是基于未震損直接加固的RC柱的抗震性能研究結(jié)果,對(duì)加固前震損程度的影響研究不足,并且未進(jìn)一步給出加固后柱抗震性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)及限值確定方法。對(duì)震損加固后RC 柱抗震性能的研究十分有限,缺乏其抗震性能的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)限值取值建議。震損加固后RC 柱的抗震性能受震損前柱的幾何尺寸、材料力學(xué)性能、配筋構(gòu)造、受力情況(如軸壓比、剪跨比等)、使用年限以及震損程度、結(jié)構(gòu)加固方法等因素影響,直接套用RC 柱或未震損直接加固RC 柱抗震性能劃分方法及指標(biāo)限值是不合理的。
如圖1所示,未損傷未加固、未損傷加固和損傷后再加固這3種RC柱的骨架曲線會(huì)有所不同。因此,有必要在既有相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,開展震損加固后RC柱抗震性能的研究與分析,揭示影響震損加固后的RC柱抗震能力的主要因素,建立震損加固后RC柱抗震性能的評(píng)價(jià)方法與形態(tài)指標(biāo)限值建議,為分析震損加固后RC框架結(jié)構(gòu)的地震損傷與韌性提供支撐。

圖1 3種RC柱的骨架曲線示意圖Fig.1 Skeletion curves of of three kind of RC columns
基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念,是目前結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究的熱點(diǎn)。基于性能的抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于2點(diǎn):一是抗震的需求問題(Demand),如結(jié)構(gòu)在特定強(qiáng)度地震下的內(nèi)力、變形等;二是結(jié)構(gòu)的能力問題(Capacity),如構(gòu)件的承載能力、變形能力及構(gòu)造措施等。基于結(jié)構(gòu)在考慮地震作用效應(yīng)組合的需求完成結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),同時(shí)滿足抗震構(gòu)造要求,然后校核結(jié)構(gòu)在預(yù)期地震下的性能,通過反復(fù)迭代確認(rèn)結(jié)構(gòu)是否滿足抗震性能需求。常用的性能指標(biāo)有承載力、層間位移角等,其中層間位移角被廣泛使用。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2010)》[3]將結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能狀態(tài)劃分為基本完好(含完好)、輕微損壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞、倒塌5種破壞狀態(tài)和1、2、3、4這4個(gè)性能點(diǎn),給出了豎向構(gòu)件對(duì)應(yīng)各破壞狀態(tài)最大層間位移角限值?!陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2010)》[4]劃分的性能狀態(tài)為A、B、C、D四級(jí)結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)和1、2、3、4、5 這5 個(gè)結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn),給出了彈性計(jì)算多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下層間最大水平位移與層高之比的限值。《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)規(guī)范(CECS 392-2014)》[5]與《建筑抗震韌性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 38591-2020)》[6]分別給出了如圖2(a)(b)所示的彎矩-轉(zhuǎn)角(M-θ)骨架線四折線模型,并給出了最小箍筋特征值配箍RC 柱彎矩-轉(zhuǎn)角(M-θ)特征點(diǎn)及性能點(diǎn)轉(zhuǎn)角限值,見表1。美國ASCE 41-13[7]選擇塑性區(qū)轉(zhuǎn)角為變形性能指標(biāo),并給出了骨架線模型與各性能點(diǎn)塑性轉(zhuǎn)角限值。歐洲Eurocode 8-3[8]將性能狀態(tài)劃分為DamageLimitation(DL)、SignificantDamage(SD)和NearCollapse(NC)3 種并對(duì)各性能狀態(tài)進(jìn)行損傷描述,以弦轉(zhuǎn)角為變形性能指標(biāo),給出各狀態(tài)弦轉(zhuǎn)角計(jì)算公式。

圖2 彎矩-轉(zhuǎn)角(M-θ)骨架線模型Fig.2 Moment-rotation(M-θ)four line skeletion model

表1 兩規(guī)范給出的性能點(diǎn)轉(zhuǎn)角限值Table 1 The limit angle of performance points given by two codes
國內(nèi)研究人員給出了其他類似的建議,錢稼茹等[9]與馮寶銳等[10]將RC 柱性能狀態(tài)劃分為無損壞、輕微損壞、輕度損壞、中度損壞和比較嚴(yán)重?fù)p壞和嚴(yán)重?fù)p壞,以轉(zhuǎn)角為性能指標(biāo),給出了不同抗震等級(jí)RC 柱彎矩-轉(zhuǎn)角骨架線性能點(diǎn)塑性轉(zhuǎn)角、損壞狀態(tài)與特征點(diǎn)、性能點(diǎn)的關(guān)系。蔣歡軍等[11-12]、呂西林等[13]將RC 柱性能狀態(tài)劃分為縱筋屈服、保護(hù)層壓碎剝落、豎向鋼筋壓曲、受彎承載力下降20%等階段,以受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變、鋼筋拉應(yīng)變、側(cè)向位移、轉(zhuǎn)角等為性能指標(biāo),給出現(xiàn)行規(guī)范最小配箍特征值RC柱的最大變形限值,及性能界限狀態(tài)變形限值算法。辛力[14]將RC 柱性能狀態(tài)劃分為良好、功能中斷、防止倒塌3 個(gè)階段,以塑性鉸區(qū)轉(zhuǎn)角為性能指標(biāo),給出了彎曲型高強(qiáng)混凝土塑性鉸區(qū)轉(zhuǎn)角限值與層間位移角限值。盛國華等[15]從適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)可修行及安全性3 個(gè)方面將RC 柱性能劃分為4 個(gè)性能等級(jí),選取4 個(gè)指標(biāo)作為性能指標(biāo)限值。韓小雷課題組[16-20]將RC柱性能狀態(tài)劃分為完好、輕微損壞、輕中等損壞、中等破壞和嚴(yán)重破壞,以位移角為性能指標(biāo),給出了各損壞等級(jí)RC柱性能指標(biāo)骨架曲線模型,如圖2(c)所示。
國外部分學(xué)者的劃分方法與國內(nèi)學(xué)者不完全相同,Panagiotakos 等[21]、Berry 等[22]、Solmaz[23]、Matamoros等[24]、?zdemir等[25]以水平位移為性能指標(biāo),將RC柱性能劃分為不同狀態(tài),給出RC柱側(cè)向水平位移的限值。Elwood等[26]、Ghannoum等[27]、Pujol等[28]以位移角和塑性位移角為性態(tài)指標(biāo),將RC柱性態(tài)劃分為不同狀態(tài)并給出各狀態(tài)位移角的限值。Kowalsky 等[29]將RC 柱性態(tài)劃分為可用(不必修理)、有限破壞(可修理)兩類,以鋼筋拉應(yīng)變、混凝土壓應(yīng)變?yōu)樾詰B(tài)指標(biāo),給出RC柱各界限狀態(tài)指標(biāo)限值。
上述國內(nèi)外既有規(guī)范與研究中的抗震性態(tài)劃分及限值,都是針對(duì)未震損未加固的RC柱,而針對(duì)加固后RC 柱抗震性能研究主要是對(duì)未經(jīng)震損直接加固后RC 柱的抗震性能研究,研究了不同加固方法的加固效果,但未給出抗震性態(tài)劃分方法與指標(biāo)限值。這些成果對(duì)研究震損后再加固的RC 柱抗震性能評(píng)價(jià)與性態(tài)劃分方法與指標(biāo)限值取值有參考價(jià)值。
直接對(duì)震損加固后RC柱抗震性能的研究有限[30-35],研究中的RC柱試件包含未預(yù)損未加固RC柱、未預(yù)損直接加固RC 柱和預(yù)損后再加固RC 柱3 種情況,如圖3 所示。部分試驗(yàn)研究試件參數(shù)匯總見表2,實(shí)測骨架曲線如圖4所示。預(yù)損形態(tài)判斷參照《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)規(guī)范(CECS 392-2014)》[5]的規(guī)定劃分。

圖3 未預(yù)損未加固、未預(yù)損直接加固和預(yù)損后再加固RC柱截面示意圖Fig.3 Section diagrams of undamaged and strengthened undamaged and strengthened after damaged RC columns

表2 各RC柱設(shè)計(jì)與試驗(yàn)情況匯總Table 2 Design and test conditions of RC column specimens

續(xù)表
文獻(xiàn)[30]介紹了11 個(gè)高強(qiáng)混凝土方柱考慮不同措施后的抗震性能對(duì)比試驗(yàn),其中CI-1 未預(yù)損未加固,CI-2 未預(yù)損直接采用CFRP 布橫向包裹加固,CI-3 與CI-4 預(yù)損至混凝土壓碎、承載力下降至峰值的85%,對(duì)應(yīng)位移角約1/60(相當(dāng)于達(dá)到中等損壞狀態(tài)),再進(jìn)行兩種不同方式的CFRP 布加固(CI-4 在CI-3環(huán)箍(橫向包裹)基礎(chǔ)上增加了抗彎L條(稱為橫向包裹結(jié)合型))。CII-1未預(yù)損未加固,CII-2未預(yù)損直接采用CFRP 布橫向包裹加固,CII-3 未預(yù)損在CII-2 加固基礎(chǔ)上進(jìn)行植筋,CII-4 與CII-5 未預(yù)損在CII-2加固基礎(chǔ)上分別使用寬、窄夾板,CII-6未預(yù)損在CII-2加固基礎(chǔ)上增加了抗彎L條,CII-7未預(yù)損在CII-6加固基礎(chǔ)上又增加了窄夾板。之后對(duì)這11個(gè)試件進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)。對(duì)比分析了各試件的荷載位移曲線、骨架曲線(圖4(a)、(b))、延性性能、能量耗散、承載力、剛度退化和CFRP應(yīng)變發(fā)展等。結(jié)果表明:橫向包裹和橫向包裹結(jié)合型2種加固方式均可以改善預(yù)損破壞后的高強(qiáng)RC柱性能,橫向包裹結(jié)合型加固方式的修復(fù)效果更好,修復(fù)后試件延性改善更明顯。預(yù)損加固后試件抗側(cè)剛度低于未預(yù)損加固后試件,且實(shí)測橫向包裹CFRP 布拉應(yīng)變遠(yuǎn)大于相同側(cè)向位移水平時(shí)CI-2 對(duì)應(yīng)位置拉應(yīng)變,說明受預(yù)損影響,原試件混凝土受損,橫向包裹CFRP布充分發(fā)揮了加固作用。
文獻(xiàn)[31]介紹了10個(gè)RC柱試件的試驗(yàn)研究結(jié)果。其中4個(gè)試件未預(yù)損未加固,另外6個(gè)試件未預(yù)損直接用CFRP 布加固,對(duì)這10個(gè)試件進(jìn)行低周往復(fù)荷載作用下的擬靜力試驗(yàn)研究。比較了加固前后柱的破壞模式和抗震性能的變化(圖4(c)、(d)),分析了試件的剛度、承載力、延性和耗能能力等性能指標(biāo)的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:加固后柱的延性與水平承載能力提高,耗能能力增強(qiáng),柱抗震性能明顯增強(qiáng),且試件抗震性能的提高幅度隨CFRP布包裹層數(shù)的增加而增加。
文獻(xiàn)[32]介紹了6個(gè)RC柱試件加固前后抗震性能變化的研究結(jié)果。考慮因素是軸壓比、預(yù)損程度與加固方法。首先對(duì)4個(gè)試件(試件Z1~Z4)進(jìn)行了預(yù)損,4個(gè)試件預(yù)損至抗彎鋼筋屈服(實(shí)際加載時(shí)位移角接近1/60,超過鋼筋屈服程度),再對(duì)損傷試件進(jìn)行CFRP布纏繞加固和鋼板組合加固,之后再對(duì)這4個(gè)試件(預(yù)損加固后編號(hào)變?yōu)镴Z1~JZ4)進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)。試件Z0 與Z5 為一次性加載至破壞的對(duì)比試件。研究不同軸壓比下采用不同加固方式加固后RC 柱的滯回曲線、骨架曲線(圖4(e)、(f))、耗能、延性、剛度退化及破壞形態(tài)等抗震性能變化。結(jié)果表明:加固后試件的承載力可以達(dá)到未損傷前的水平,但是因?yàn)樵嚰A(yù)損較嚴(yán)重,試件的承載力不能達(dá)到加固規(guī)范計(jì)算的承載力,計(jì)算時(shí)需要考慮預(yù)損對(duì)混凝土與鋼筋強(qiáng)度的降低作用。軸壓比小的加固試件較軸壓比大的加固試件耗能高,采用CFRP 布加固后的試件可以抑制塑性鉸延展及混凝土脫落破碎,有較好的承載力、耗能能力及延性等抗震性能。
文獻(xiàn)[33]介紹了4個(gè)RC 柱試件加固后的抗震性能變化情況。有1個(gè)試件作為對(duì)照試件未預(yù)損未加固,另外3個(gè)試件進(jìn)行模擬地震作用的擬靜力試驗(yàn)預(yù)損,預(yù)損程度按斜裂縫最大寬度0.5 mm和1.0 mm控制(對(duì)應(yīng)的位移角達(dá)1/30~1/60),之后對(duì)3個(gè)不同預(yù)損試件進(jìn)行CFRP 布包裹加固,最后對(duì)加固后柱試件分別進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn),研究CFRP 布加固震損RC 柱在低周反復(fù)荷載作用下的荷載-位移滯回曲線、骨架曲線(圖4(g))、承載力、延性和剛度等特性變化。結(jié)果表明:CFRP 布加固預(yù)損RC 柱的滯回曲線飽滿,具有較好的耗能能力,達(dá)到極限荷載后,具有良好的延性和后期變形能力,剛度與強(qiáng)度退化較緩慢;軸壓比和預(yù)裂裂縫寬度對(duì)預(yù)損加固RC柱的抗震性能具有較大影響。
文獻(xiàn)[34]介紹了3 個(gè)RC 柱試件震損加固后的抗震性能變化情況。3 個(gè)試件均進(jìn)行模擬地震作用的擬靜力試驗(yàn)預(yù)損,預(yù)損程度按承載力下降至85%控制(對(duì)應(yīng)的位移角達(dá)1/45),之后對(duì)3個(gè)不同預(yù)損試件進(jìn)行不同加固處理,其中Z1 僅進(jìn)行注漿,Z2 在注漿后進(jìn)行橫向CFRP 加固,Z3 在注漿后進(jìn)行縱橫向CFRP 加固,最后對(duì)試件進(jìn)行了低周反復(fù)試驗(yàn),對(duì)損傷前后柱的破壞形態(tài)、滯回曲線、骨架曲線(圖4(h))、位移延性、荷載退化、剛度退化和耗能能力等性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:加固后損傷RC 柱仍具有良好的耗能能力,在側(cè)移較大的情況下側(cè)向力較為穩(wěn)定,位移和延性有不同幅度的提高,滯回曲線相對(duì)更加飽滿;損傷RC柱加固后,其極限承載力、剛度都表現(xiàn)出不同程度的退化,損傷柱存在不可逆的殘余裂縫和變形;采用CFRP 縱橫向加固損傷混凝土柱的極限承載力最高,未采用CFRP加固的RC柱承載力最低。
文獻(xiàn)[35]進(jìn)行了6 個(gè)RC 柱試件震損加固前后抗震性能變化情況研究。其中C495-U 和C700-U 為未損傷未加固的RC 柱,先進(jìn)行預(yù)損至嚴(yán)重破壞,混凝土大量剝落、箍筋對(duì)縱筋失去約束能力、縱向鋼筋屈曲、試件承載力下降明顯,對(duì)應(yīng)位移角超過1/45。C495-S 和C700-S 為未損傷直接GFRP 橫向加固的RC柱,C495-R 和C700-R 為損傷后的C495-U 和C700-U 進(jìn)行GFRP 橫向和CFRP 縱向加固的RC 柱。對(duì)各試件進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn),對(duì)破壞形態(tài)、滯回曲線、骨架曲線(圖4(i))、延性、剛度退化、耗能等性能進(jìn)行了研究,還分析了截面尺寸效應(yīng)和損傷程度的影響。結(jié)果表明:增強(qiáng)試件的初始剛度略大于未加固試件。修復(fù)試件初始剛度比未加固和增強(qiáng)試件低。尺寸效應(yīng)和損傷程度對(duì)承載力影響顯著。對(duì)于增強(qiáng)加固,隨著截面尺寸的增大,GFRP 約束效應(yīng)降低。對(duì)于修復(fù)加固,C495-R 的承載力基本上恢復(fù)到原來水平,而C700-R 的承載力只有C700-U 的85%,原因是尺寸效應(yīng)和損傷程度,修復(fù)加固前C700-R 的破壞程度比C495-R 嚴(yán)重,柱的承載力主要由縱向鋼筋和CFRP 條帶做貢獻(xiàn),但縱向鋼筋損傷程度越大其對(duì)承載力的貢獻(xiàn)越小。

圖4 各組試件骨架曲線Fig.4 Skeleton curves of each group of specimens
以文獻(xiàn)[30]中4個(gè)試件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例,CI-1未預(yù)損未加固,CI-2未預(yù)損直接采用CFRP 布橫向包裹加固,CI-3、CI-4 的是預(yù)損至承載力下降至峰值的85%,位移角達(dá)1/60,此時(shí)柱試件已達(dá)到中度損壞,之后再分別進(jìn)行橫向和縱橫向CFRP加固。參照韓小雷等[16-20]針對(duì)未震損未加固RC柱的性態(tài)指標(biāo)劃分方法,對(duì)骨架曲線進(jìn)行性能狀態(tài)劃分,得到各性能點(diǎn)位移角的限值,如圖5所示。其中,第6個(gè)性能點(diǎn)損傷非常嚴(yán)重,由于實(shí)際的試驗(yàn)沒有做到那么嚴(yán)重的損傷程度,因此第6 個(gè)性能點(diǎn)在試驗(yàn)的骨架曲線中無法體現(xiàn)。將對(duì)應(yīng)各狀態(tài)分隔點(diǎn)與位移角的限值匯總,結(jié)果如圖6所示。

圖5 文獻(xiàn)[30]各試件骨架曲線性能狀態(tài)劃分Fig.5 Performance state division of skeleton curves of each specimen of literature[30]

圖6 試件各性態(tài)點(diǎn)位移角的限值[30]Fig.6 Limit displacement angles at each performance point of the specimens in literature[30]
可以看出,4個(gè)試件對(duì)應(yīng)相同損傷狀態(tài)時(shí)的位移角限值相差較大,對(duì)應(yīng)相同的位移角下,未加固的RC柱CI-1 對(duì)應(yīng)的損傷狀態(tài)更嚴(yán)重,甚至不能滿足抗震規(guī)范的變形能力要求,但加固后試件的變形能力明顯提高。因此,針對(duì)震損加固后的RC柱不能直接簡單地套用既有的針對(duì)未震損未加固RC柱的抗震性態(tài)劃分方法及指標(biāo)限值,需要進(jìn)一步研究震損程度與加固方法對(duì)RC柱加固后抗震性能的影響。
為了對(duì)比預(yù)損加固后RC 柱剛度和峰值承載力的恢復(fù)程度,表3 列出了表2 中各試件的預(yù)損程度、加固與否、正負(fù)向峰值承載力和正負(fù)向剛度平均值,以及相對(duì)不加固對(duì)比試件結(jié)果的百分比。其中剛度1是對(duì)應(yīng)位移角為1/1 000時(shí)的切線剛度,剛度2是按Park[36]方法確定等效屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的割線剛度。
從表3中可以看出,對(duì)于未預(yù)損直接加固的試件,峰值承載力和兩個(gè)剛度都能達(dá)到并超過未預(yù)損未加固的試件。而預(yù)損后加固的試件,根據(jù)預(yù)損程度和加固方法的不同,其峰值承載力最低只能達(dá)到未預(yù)損未加固試件的58.9%,剛度1和剛度2最低只能達(dá)到未預(yù)損未加固試件的39.8%和38.2%。

表3 RC柱試件正負(fù)向峰值承載力和剛度變化情況Table 3 Positive and negative peak bearing capacity and stiffness of RC column specimens tested

續(xù)表
由此可見,預(yù)損程度對(duì)震損加固后RC 柱抗震性能影響很大。預(yù)損較輕的(預(yù)損程度在中等損壞之前)柱,加固后修復(fù)效果更好;預(yù)損較嚴(yán)重的(預(yù)損程度在中等損壞之后)柱,加固后修復(fù)效果差,修復(fù)后的殘余損傷不完全可逆,承載力和剛度不一定能修復(fù)到未預(yù)損柱的水平。從實(shí)測結(jié)果看,不能直接簡單地套用既有的針對(duì)未震損未加固RC柱的抗震性態(tài)劃分方法及指標(biāo)限值。
加固方式也是影響震損加固后RC 柱抗震性能的重要影響因素之一。不同的加固方式,震損加固后RC柱的抗震性能也有所不同。縱向加固或復(fù)合加固的加固修復(fù)效果比橫向加固好,加固效果在后期比在前期好,對(duì)后期延性提升明顯。既有的《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50367-2013)》[37]中的設(shè)計(jì)方法是建立在未震損加固后RC柱相關(guān)研究基礎(chǔ)上,沒有考慮或未完全考慮震損程度的影響。不同震損損傷對(duì)RC柱中混凝土與鋼筋力學(xué)性能的影響不同,建立震損加固后RC 柱抗震性能分析時(shí)必須考慮由于震損導(dǎo)致的構(gòu)件剛度與承載力的下降。
總之,震損加固后RC 柱抗震性能受震損前柱的幾何尺寸、材料力學(xué)性能、配筋構(gòu)造、受力情況(如軸壓比、剪跨比等)、使用年限以及震損程度、結(jié)構(gòu)加固方法等因素影響,直接套用未加固RC 柱或未震損的加固后RC柱抗震性能評(píng)估方法與形態(tài)劃分方法及指標(biāo)限值是不合理的。
(1)文中搜集整理了國內(nèi)外既有相關(guān)規(guī)范與研究中RC柱抗震性能與損傷形態(tài)的劃分方法與指標(biāo)限值,發(fā)現(xiàn)都是針對(duì)未震損未加固RC 柱或未震損直接加固后RC 柱的,針對(duì)加固后RC 柱抗震性能研究主要是對(duì)未經(jīng)震損直接加固后RC 柱進(jìn)行的研究,且未給出相關(guān)抗震性能與損傷形態(tài)的劃分方法與指標(biāo)限值。對(duì)于震損后再加固RC 柱的抗震性能研究較少,需要開展震損加固后RC 柱的抗震性能相關(guān)研究,建立其抗震性能確定方法與損傷形態(tài)的劃分方法與指標(biāo)限值。
(2)針對(duì)收集到的既有試驗(yàn)得到的未震損未加固、未預(yù)損直接加固、預(yù)損后再加固RC 柱試件的實(shí)測數(shù)據(jù)與骨架曲線為基礎(chǔ),直接套用現(xiàn)有的針對(duì)未加固RC柱的抗震性能與損傷形態(tài)的劃分方法與指標(biāo)限值,對(duì)相關(guān)骨架曲線進(jìn)行性態(tài)態(tài)劃分并得到各性能點(diǎn)的位移角限值,發(fā)現(xiàn)3種RC柱在相同位移角下對(duì)應(yīng)的狀態(tài)不一致且差距較大,說明不能簡單套用既有RC柱抗震性態(tài)劃分方法及指標(biāo)限值。
(3)通過對(duì)50 組不同預(yù)損情況與加固方式加固RC 柱的骨架曲線進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)預(yù)損程度、加固方式和RC柱設(shè)計(jì)參數(shù)等因素對(duì)震損加固后RC柱的抗震性能影響較大,因此,震損加固后RC柱抗震性能與損傷形態(tài)的劃分方法與指標(biāo)限值需要進(jìn)一步考慮RC柱震損程度、加固方式和設(shè)計(jì)參數(shù)等因素的影響。