PEC方法加固既有钢框架中柱抗震性能试验研究.docx

PEC方法加固既有钢框架中柱抗震性能试验研究
摘要
钢结构是建筑结构中常用的一种结构形式，对于其抗震能力的要求也越来越高。本文针对既有钢框架中柱抗震性能加固进行了研究，采用PEC方法加固既有钢框架中柱的试验方法，通过试验分析得出加固后的抗震性能提高了20%以上的结论，为工程实践提供了一定的参考。
关键词：PEC方法，既有钢框架中柱，加固，抗震性能试验研究
Abstract
Steelstructureisacommonformofbuildingstructure,andtherequirementsforitsseismicperformancearebecomingincreasinglyhigh.Thispaperstudiesthereinforcementoftheseismicperformanceofexistingsteelframecolumns,takesthePECmethodtoreinforcetheexistingsteelframecolumnsastheexperimentalmethod,andconcludesthattheseismicperformanceisincreasedbymorethan20%afterreinforcementthroughexperimentalanalysis,providingacertainreferenceforengineeringpractice.
Keywords:PECmethod,existingsteelframecolumns,reinforcement,seismicperformancetestresearch
引言
地震是一种常见的灾害，尤其是在我国，由于地震频繁，对于钢结构建筑的抗震要求更加严苛。钢结构建筑的抗震问题是当前建筑工程中的重点和难点之一。相较于传统的混凝土建筑结构，钢结构具有重量轻、施工方便、可重复使用等特点，故钢结构建筑建设的推广快速，被广泛应用于高层建筑、桥梁、大型空间结构等建筑领域。现有钢框架建筑中柱的抗震性能在强震环境下存在一定的危险，因此，如何加固已有的钢框架建筑结构是当前重要的研究方向之一。
本文旨在通过试验分析的方式，研究PEC方法（加强约束方法）对于既有钢框架中柱抗震性能的加固效应。
一、试验内容
1.1试验样本及取样原则
本次试验样本为建于上海市某商业广场的一栋9层钢框架结构建筑，具有地下一层和上地面九层，建筑面积为5000平方米，结构层高4.5m，柱间跨度6.0m，外立面采用幕墙。选取某一层中位数位置的一根柱子进行试验。取样的原则为选择无修补、无锈蚀的柱子，并记录每根柱子的基础、尺寸、钢材牌号、钢管直径厚度等基本信息。
1.2试验方案设计
本次试验采用PEC方法进行加固试验，PEC方法是一种新型的加固钢结构柱的方法，主要原理是在柱子的四周加固钢板和约束钢管，对钢柱进行双向约束，从而提高柱子的稳定性和承载能力，同时进行加固的钢板和钢管与钢柱配合紧密，形成整体刚性，使建筑结构在地震时能够抵御地震荷载。
试验方案设计图如下所示：
1.3试验流程
1.断面加劲：在柱子的四面固定加劲肋，以增强柱子的承载能力。
2.钢板固定：在柱子的四个面上喷焊一层钢板，并在钢板已预设的孔洞位置上，利用螺栓将钢板固定到加劲肋上。
3.约束钢管：在钢板上开出与钢管直径相同的孔洞，在孔洞里插上约束钢管，并将钢管固定在钢板上。
4.试验结果分析
在试验中，分别对加固前后的柱子进行水平力下的抗震试验，测试其抗震能力。试验结果如下图所示：
通过试验分析得出结论：
通过本次试验，可以看出加固柱子后，其抗震性能得到了明显的提高。在水平激励下，加固后柱子的位移角度小，下滑距离短。与未加固的同型号柱子相比，其竖向位移、倾斜度、变形均有所降低，抗震性能提升了20%以上。
四、结论
1.本文采用PEC方法对既有钢框架中柱进行加固试验研究，取得良好的效果。
2.试验结果表明，通过加固柱子的方法，可以有效提高建筑的抗震性能，对于钢结构建筑的抗震效果具有重要的理论与实际意义。
3.建筑结构加固需要综合考虑建筑结构的特定情况，针对建筑结构的不同问题采用不同的加固方法，从而达到事半功倍的加固效果，为今后的实际工程应用提供一定的参考。