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简介（作者编辑）：昆明西山万达广场超高层写字楼抗震设计_张伟生_卫文_陈星_李鹏_任恩辉.pdf
摘要（系统识别）：
2016年11月上
施工技术
第45卷第21期
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
D0L:10.7672/sjs2016210009
钢筋混凝土框架接梁后锚固节点抗震性能研究
王永泉，韦芳芳，瞿丽华2，张军3
(1.河海大学水利水电学院，江苏南京210098：2.南通市规划设计院有限公司，江苏南通226601：
3.江苏中南建筑产业集团有限责任公司，江苏南通226100)
摘要]为研究建筑改扩建对混凝土框架梁柱节点抗震性能的影响，以实际框架结构为原型，制作了缩尺比例为
1:2的3个接梁后锚固节点试件，包括2个框架结构中间层边节点和1个框架顶层边节点的接梁后锚固，中间层边
节点新增梁做法为直接植筋且增设短钢筋法和增设钢抱箍焊接新增梁主筋法，框架顶层边节点新增梁柱构件均采
用直接植筋法。为便于对比分析，同期制作了一个相同缩尺比例的整浇中间层十字节点。通过试验研究和数值模
拟，研究了4个节点试件在低周反复荷载作用下的抗震性能。数值模拟分析表明，节点简化数值模型能够分析节
点受力的基本规律，但因节点区的加固改造较为复杂，实际节点的状态很难精确模拟，节点延性和耗能能力的数值
模拟结果偏大。
关键词]钢筋混凝土；框架接梁；后锚固；节点；有限元分析：抗震性能
[中图分类号]TU375
[文献标识码]A
[文章编号]10028498(2016)21-000906
Seismic Performance Study for Post-installed Joint in Beams Connected
with Reinforced Concrete Framework
Wang Yongquan',Wei Fangfang',Qu Lihua2,Zhang Jun
(1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China;
2.Nantong City Planning and Design Institute Co.,Ltd.,Nantong,Jiangsu 226601,China;
3.Jiangsu Zhongnan Architecture Industry Group Co.,Ld.,Nantong,Jiangsu 226100,China)
Abstract:Aiming at the impaction on seismic behavior of concrete frame beam-column joints after post-
install process,four test specimens made by proportion of 1:2 are under quasi-static test and finite
element numerical simulation.These four joints are respectively made from a premade cross beam-column
joint specimen,a top corner beam-column joint made by the method of planting reinforcing bars,two
mid-level-side joints made by the method of adding shorter reinforcements on the base of planting
reinforcing bar and welding the installed bar on the steel plate which is around the longitudinal reinforcing
bar of the existing beam or column(WSP).It observes the destruction process of specimens and compare
bearing capacity and ductility properties of different post-install method.The numerical simulations show
that the simplified joint numerical model can analyze fundamental laws of joints,but due to complicated
reinforcement of joints,the actual joint status is difficult to accurately simulate,and the simulation values
for ductility and energy dissipation capacity are larger.
Key words:reinforcement concrete;beam connected with framework;post-installed;joints;finite
element analysis;seismic performance
0引言
植筋法、附加短钢筋和钢板焊接主筋法。对中间层
建筑物的接梁扩建是旧建筑改造的一个主要
边节点和顶层中节点进行多植入附加筋的钻孔植
方向。本文采用3种节点的后锚固接梁方法：钻孔
筋法和钢板焊接主筋法加梁，对顶层边节点采用钻
孔植筋法同时加梁和加柱，并且制作一个中间层中
*国家自然科学基金项目(51409084)；江苏省自然科学基金项目
(BK20130836)
节点进行对比。钻孔植筋就是在原构件上定点钻
[作者简介王永泉，副教授，E-mail:wyq_hhu@hhu.edu.cn
[收稿日期20160704
孔，灌入植筋胶，植入新的主筋再浇筑混凝土。本
法施工过程简单，运用广泛，但在植筋时，由于梁柱
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
10
施工技术
第45卷
节点处的钢筋较密，为避免损伤原梁柱主筋，柱中
1对比试验
钻孔位置往往偏里，从而减小了柱截面有效高度，
1.1试件设计
新旧柱界面可能会处于较大的偏心受压状态，削减
本文分析了4个钢筋混凝土梁柱节点试件，试
其承载力。若新旧柱界面的有效高度过小，则该节
件的完成分为制作和加固2道工序。第1阶段制作
点将处于“半刚半饺”状态，为此，新旧柱界面可以
了2个形中间层边节点，1个7形顶层边节点和1
通过加环箍或者多植入附加筋来进行补强。附加
个十形中间层中节点试件：第2阶段为加固阶段，分
植筋就是在植入主筋的同时，多植入短钢筋用来加
别将一个形中间层边节点采用植入主筋和附加
强新旧构件之间的锚固效果。当前，国内结构胶质
短钢筋的方法改造成十形节点，将剩余的一个形
量参差不齐，进口胶价格又过高，使得工程中的植
中间层边节点采用钢板焊接接入主筋的方法改造
筋质量大打折扣，钢板焊接主筋法也是工程中可供
成十形节点，将一个形顶层边节点采用只植入主
选择的后锚固方式，并且可以通过加钢板来对由于
筋的方式改造成十形节点。
被打孔而削弱的截面进行补强山。该法需要将原
试验模型梁截面为180mm×300mm,柱截面为
构件的根部凿开一段保护层露出主筋，在主筋外面
300mm×300mm,保护层厚度取20mm。由于主要研
包上钢板，四面钢板采用焊接连接，钢板和构件之
究构件的抗震性能，忽略竖向作用对反弯点位置的
间用化学锚栓连接牢固，中空部位用密封胶灌实，
影响，以梁柱中点为界取出3种形式的梁柱节点，分
将主筋焊接在钢板上，遇到障碍则打孔穿入。
别命名为十字形原节点YD、顶层角节点JDBC、中
针对上述3种后锚固方法，国内外对植筋后锚
间层边柱节点DB。由于试验是为了证明几种改造
固已有相对较多的研究成果刃。从已有的研究来
形式在实际工程中的应用，所以按照原构件的配筋
看，国内外对后锚固节点的研究多集中于一种节点
方案进行缩尺以便直接进行对比应用，混凝土均采
形式，没有系统全面地针对不同位置的节点进行比
用C30,钢筋均采用RRB400。构件配筋工况如表1
较；对改变位置后的节点采取抗震加固措施的节点
所示。构件尺寸及各试件加固方法如图1,2所示。
抗震性能的研究还不到位；对加层扩建所需的后浇
1.2材料性能
钢筋混凝土框架节点的抗震性能研究多是以工程
对同步浇筑的混凝土试块和同等级钢筋进行
应用为目的的研究，对不同方法的后浇混凝土框架
材性试验得到的主要材料性能：RRB4O0钢筋屈服
节点的抗震性能的改变还没有较为系统的
强度460MPa,C30混凝土轴心抗压强度标准
值25.2MPa。
本文针对实际工程中运用比较广泛的钻孔植
2试验装置加载制度
筋法、钢板焊接主筋法和附加短钢筋的接梁方法，
本试验试件受力简图如图3所示。正式加载之
通过试验和模拟验证，将其与只植入纵筋的植筋方
前预先加载1个循环，预加位移为2mm。正式加载
法后锚固及整浇构件进行比较，进行节点的延性、
时，先给柱顶施加一个轴压力N=452kN,轴压比为
耗能能力、刚度退化规律的分析；比较植筋时不植
0.2,并且一直保持到试验结束。待轴压稳定时，在
入附加钢筋和植入附加筋还有用钢板焊接主筋的3
梁端施加低周反复的反对称位移。开始时以2mm
种连接方式的抗震性能。
为基数加载，后一级加载位移为前一级位移的2倍，
表1
试件工况配筋
Table 1 Reinforcement condition of specimens
改造前
改造后
试件
编号
节点
柱
形状
节点形状
说明
主筋
箍筋
主筋
箍筋
YJD
+
4b14
200(100)
414
6@100
原构件
b6@
JDBC
7
200(100)
6@100
直接植入纵筋
b6@
JDB2
200(100)
b6@100
多植入附加筋
JDB3
y
6@
200(100)
4b14
6@100
用焊接钢板锚固
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.
http://www.cnki.net
摘要（系统识别）：
2016年11月上
施工技术
第45卷第21期
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
D0L:10.7672/sjs2016210009
钢筋混凝土框架接梁后锚固节点抗震性能研究
王永泉，韦芳芳，瞿丽华2，张军3
(1.河海大学水利水电学院，江苏南京210098：2.南通市规划设计院有限公司，江苏南通226601：
3.江苏中南建筑产业集团有限责任公司，江苏南通226100)
摘要]为研究建筑改扩建对混凝土框架梁柱节点抗震性能的影响，以实际框架结构为原型，制作了缩尺比例为
1:2的3个接梁后锚固节点试件，包括2个框架结构中间层边节点和1个框架顶层边节点的接梁后锚固，中间层边
节点新增梁做法为直接植筋且增设短钢筋法和增设钢抱箍焊接新增梁主筋法，框架顶层边节点新增梁柱构件均采
用直接植筋法。为便于对比分析，同期制作了一个相同缩尺比例的整浇中间层十字节点。通过试验研究和数值模
拟，研究了4个节点试件在低周反复荷载作用下的抗震性能。数值模拟分析表明，节点简化数值模型能够分析节
点受力的基本规律，但因节点区的加固改造较为复杂，实际节点的状态很难精确模拟，节点延性和耗能能力的数值
模拟结果偏大。
关键词]钢筋混凝土；框架接梁；后锚固；节点；有限元分析：抗震性能
[中图分类号]TU375
[文献标识码]A
[文章编号]10028498(2016)21-000906
Seismic Performance Study for Post-installed Joint in Beams Connected
with Reinforced Concrete Framework
Wang Yongquan',Wei Fangfang',Qu Lihua2,Zhang Jun
(1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098,China;
2.Nantong City Planning and Design Institute Co.,Ltd.,Nantong,Jiangsu 226601,China;
3.Jiangsu Zhongnan Architecture Industry Group Co.,Ld.,Nantong,Jiangsu 226100,China)
Abstract:Aiming at the impaction on seismic behavior of concrete frame beam-column joints after post-
install process,four test specimens made by proportion of 1:2 are under quasi-static test and finite
element numerical simulation.These four joints are respectively made from a premade cross beam-column
joint specimen,a top corner beam-column joint made by the method of planting reinforcing bars,two
mid-level-side joints made by the method of adding shorter reinforcements on the base of planting
reinforcing bar and welding the installed bar on the steel plate which is around the longitudinal reinforcing
bar of the existing beam or column(WSP).It observes the destruction process of specimens and compare
bearing capacity and ductility properties of different post-install method.The numerical simulations show
that the simplified joint numerical model can analyze fundamental laws of joints,but due to complicated
reinforcement of joints,the actual joint status is difficult to accurately simulate,and the simulation values
for ductility and energy dissipation capacity are larger.
Key words:reinforcement concrete;beam connected with framework;post-installed;joints;finite
element analysis;seismic performance
0引言
植筋法、附加短钢筋和钢板焊接主筋法。对中间层
建筑物的接梁扩建是旧建筑改造的一个主要
边节点和顶层中节点进行多植入附加筋的钻孔植
方向。本文采用3种节点的后锚固接梁方法：钻孔
筋法和钢板焊接主筋法加梁，对顶层边节点采用钻
孔植筋法同时加梁和加柱，并且制作一个中间层中
*国家自然科学基金项目(51409084)；江苏省自然科学基金项目
(BK20130836)
节点进行对比。钻孔植筋就是在原构件上定点钻
[作者简介王永泉，副教授，E-mail:wyq_hhu@hhu.edu.cn
[收稿日期20160704
孔，灌入植筋胶，植入新的主筋再浇筑混凝土。本
法施工过程简单，运用广泛，但在植筋时，由于梁柱
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
10
施工技术
第45卷
节点处的钢筋较密，为避免损伤原梁柱主筋，柱中
1对比试验
钻孔位置往往偏里，从而减小了柱截面有效高度，
1.1试件设计
新旧柱界面可能会处于较大的偏心受压状态，削减
本文分析了4个钢筋混凝土梁柱节点试件，试
其承载力。若新旧柱界面的有效高度过小，则该节
件的完成分为制作和加固2道工序。第1阶段制作
点将处于“半刚半饺”状态，为此，新旧柱界面可以
了2个形中间层边节点，1个7形顶层边节点和1
通过加环箍或者多植入附加筋来进行补强。附加
个十形中间层中节点试件：第2阶段为加固阶段，分
植筋就是在植入主筋的同时，多植入短钢筋用来加
别将一个形中间层边节点采用植入主筋和附加
强新旧构件之间的锚固效果。当前，国内结构胶质
短钢筋的方法改造成十形节点，将剩余的一个形
量参差不齐，进口胶价格又过高，使得工程中的植
中间层边节点采用钢板焊接接入主筋的方法改造
筋质量大打折扣，钢板焊接主筋法也是工程中可供
成十形节点，将一个形顶层边节点采用只植入主
选择的后锚固方式，并且可以通过加钢板来对由于
筋的方式改造成十形节点。
被打孔而削弱的截面进行补强山。该法需要将原
试验模型梁截面为180mm×300mm,柱截面为
构件的根部凿开一段保护层露出主筋，在主筋外面
300mm×300mm,保护层厚度取20mm。由于主要研
包上钢板，四面钢板采用焊接连接，钢板和构件之
究构件的抗震性能，忽略竖向作用对反弯点位置的
间用化学锚栓连接牢固，中空部位用密封胶灌实，
影响，以梁柱中点为界取出3种形式的梁柱节点，分
将主筋焊接在钢板上，遇到障碍则打孔穿入。
别命名为十字形原节点YD、顶层角节点JDBC、中
针对上述3种后锚固方法，国内外对植筋后锚
间层边柱节点DB。由于试验是为了证明几种改造
固已有相对较多的研究成果刃。从已有的研究来
形式在实际工程中的应用，所以按照原构件的配筋
看，国内外对后锚固节点的研究多集中于一种节点
方案进行缩尺以便直接进行对比应用，混凝土均采
形式，没有系统全面地针对不同位置的节点进行比
用C30,钢筋均采用RRB400。构件配筋工况如表1
较；对改变位置后的节点采取抗震加固措施的节点
所示。构件尺寸及各试件加固方法如图1,2所示。
抗震性能的研究还不到位；对加层扩建所需的后浇
1.2材料性能
钢筋混凝土框架节点的抗震性能研究多是以工程
对同步浇筑的混凝土试块和同等级钢筋进行
应用为目的的研究，对不同方法的后浇混凝土框架
材性试验得到的主要材料性能：RRB4O0钢筋屈服
节点的抗震性能的改变还没有较为系统的
强度460MPa,C30混凝土轴心抗压强度标准
值25.2MPa。
本文针对实际工程中运用比较广泛的钻孔植
2试验装置加载制度
筋法、钢板焊接主筋法和附加短钢筋的接梁方法，
本试验试件受力简图如图3所示。正式加载之
通过试验和模拟验证，将其与只植入纵筋的植筋方
前预先加载1个循环，预加位移为2mm。正式加载
法后锚固及整浇构件进行比较，进行节点的延性、
时，先给柱顶施加一个轴压力N=452kN,轴压比为
耗能能力、刚度退化规律的分析；比较植筋时不植
0.2,并且一直保持到试验结束。待轴压稳定时，在
入附加钢筋和植入附加筋还有用钢板焊接主筋的3
梁端施加低周反复的反对称位移。开始时以2mm
种连接方式的抗震性能。
为基数加载，后一级加载位移为前一级位移的2倍，
表1
试件工况配筋
Table 1 Reinforcement condition of specimens
改造前
改造后
试件
编号
节点
柱
形状
节点形状
说明
主筋
箍筋
主筋
箍筋
YJD
+
4b14
200(100)
414
6@100
原构件
b6@
JDBC
7
200(100)
6@100
直接植入纵筋
b6@
JDB2
200(100)
b6@100
多植入附加筋
JDB3
y
6@
200(100)
4b14
6@100
用焊接钢板锚固
?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.
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