Page 257 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 8 期 李曰兵，等： 后置翼墙法加固弱节点型 RC 框架试验研究 1897

应变、变形，判定加固前后试件的破坏模式，分析加
固效果。

4. 1 二 层

二层右节点区和中节点区的最终破坏情况如
图 20 所示。对比图 20（a）和（b）两图，可见未加固的
试件 F 最大裂缝出现在柱端，且出现了混凝土压溃
现象；试件 FW 的最大裂缝出现在梁端并出现混凝

土压溃现象。由图 20（c）和（d）可见，两试件中柱的
柱顶均发生严重破坏。结合梁、柱主筋应变数值，可
以推断二层顶端的破坏模式：边节点在加固前在柱
顶形成塑性铰，加固后在梁端形成塑性铰；中柱在加
固前后，均在柱顶形成塑性铰。 图 21 塑性铰位置
Fig. 21 Locations of plastic hinge

5 加固方式改进与有限元法验证

由试验结果可知，试验采用的加固方案对框架
边节点的加固效果显著，避免了边节点的破坏。然
而，加固框架的中节点仍旧受到较为严重的损伤。
地震作用下，中节点受到的剪力约为边节点的 2 倍，
为使中节点达到与边节点相同的加固效果，需要进
一步增加翼墙加固量。本节改进加固方案，在试验
采用的加固试件 FW 的基础上，在中柱的另一侧也
增设翼墙，即中柱左右侧对称布置翼墙，并通过有限
元方法分析加固效果。

5. 1 有限元建模方法
图 20 两试件的二层柱顶最终损伤情况对比
Fig. 20 Comparison of final failure condition at column top
利用 有 限 元 软 件 ABAQUS 进 行 数 值 模 拟 ，混
of the second floor of two specimens
凝 土 本 构 关 系 参 考《 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》
［20］
（GB 50010—2010） 中的受压和受拉应力应变关
4. 2 一 层 ［21］
系。钢筋采用 CLOUGH 提出的带有再加载时指
两个试件的柱脚均发生弯曲破坏，形成塑性铰。 向刚度退化双线性滞回模型，该模型能够有效模拟

未加固试件 F 的一层各节点区全部发生严重破坏， 钢筋混凝土的粘结滑移。钢筋与混凝土采用分离式
建模方法。首先对试验试件进行建模并分析，与试
形成铰机构；加固后，试件 FW 的边节点区仅出现微
验结果对比后对模型进行修正。验证建模方法的正
小斜裂缝，梁端形成明显的塑性铰，中节点区的梁端
确性后，采用相同的方法建立中柱两侧对称设置翼
和节点核心区均出现较为严重的损伤，但节点损伤
墙的加固试件的有限元模型并进行分析。
较试件 F 得到大幅抑制，结合钢筋应变和构件变形，
可以判定梁端基本形成塑性铰机构。 5. 2 有限元分析结果
综上所述，加固前后框架的塑性铰位置如图 21 由图 22 和 23 可见，在中柱两侧均布置翼墙后，
所示。加固后，一层由节点成铰转变为梁端成铰，二 中节点的损伤得到显著抑制，混凝土损伤和等效累
层边柱由柱顶成铰转变为梁端成铰，中柱未实现塑 积塑性应变主要集中在翼墙端部和加固止端梁位置
形铰的转移。 处，形成了理想的梁端铰机构，达到加固预期目标。