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增大截面法加固后转换层梁柱节点的 塑性损伤分析
祖萍萍 1,2 ， 袁小军 1,2 ， 渠延模 1,2 ， 宗海峰 1,2 ， 王 诚 1,2 ， 魏凯霖 1,2
（1. 江苏省建筑科学研究院有限公司，210008，南京；2. 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，210028，南京）
摘 要 ：
增大截面法作为一种传统的加固补强方法，被广泛应用于加固工程中。结合工程实例，采用
ABAQUS 有限元软件建立转换层梁柱节点模型
，模拟分析采用增大截面法加固后转换层梁柱节点塑性损伤
情况，为此类结构工程设计提供依据。
关键词： 增大截面加固法；转换层梁柱节点；塑性损伤
中图分类号： TU 312+.1
文献标志码：A 文章编号：1000–4726(2019)14–0076–03
收稿日期：2019–08–27
作者简介： 祖萍萍
（1990—），女，江苏盐城人，工程师， e-mail：
zuxiaoxiao@yeah.net.
扬州仪征某公司办公楼主体结构为多层钢筋混凝
土框架结构，主要由混凝土柱梁承重，楼面板、屋面
板均为现浇板。 2013年7月
，该公司在顶楼增加一
层作为仓库使用。经检测，该办公楼在加建过程中，
未对转换梁进行加固处理。采用 PKPM软件对其承
载力进行验算，计算结果显示转换梁承载能力不满足
规范要求，因此建议委托方对转换梁进行加固。最终
委托方采用增大截面法对转换梁进行加固。本文结合
该工程实例，研究采用增大截面法加固转换梁对转换
层梁柱节点抗震性能的影响。 通过有限元软件 ABAQUS建立转换层梁柱节点
塑性损伤模型，并在柱顶施加水平向往复位移时程，
分析通过增加转换梁截面的加固方法对转换层梁柱节
点的应力分布、损伤程度及耗能能力的影响，评价加
固后转换层梁柱节点抗震性能的变化。
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转换层梁柱节点截面尺寸及配筋根据设计图纸及
现场检测结果。为研究增大截面加固法对转换层梁柱
节点抗震性能的影响，本文中转换梁和上托柱的配筋
及混凝土强度均保持一致，仅改变转换梁截面高度。
钢筋等级为 HRB400级
，混凝土强度等级为 C30，构
件截面尺寸见表 1
，其中工况1为原转换梁截面尺寸。
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工况 转换梁截面尺寸
柱截面尺寸
宽度 B
/mm 高度H
/mm 宽度b
/mm
Case 1 450700400
Case 2 450800400
Case 3 450900400
转换层梁柱节点塑性损伤模型采用分离式建模，
混凝土采用 C3D8R
（减缩积分实体单元），钢筋采
用 T3D2
（桁架单元），并通过内置区域（ Embed）
技术耦合混凝土及钢筋，模型如图 1所示。
（a） （b）
图 1 转换层梁柱节点实体单元模型及钢筋骨架
（a）实体单元模型；（b）钢筋骨架
冻巢Hq#姓
由于结构在地震作用下，转换层上下部结构之间
会产生层间位移。因此，本文转换层梁柱节点模型中
假设转换梁两端为固定端，在转换梁顶部约束转动自
由度以模拟楼板的约束作用，在柱顶施加竖向荷载模
拟梁传递至柱上的荷载，并在柱顶施加水平向往复位
移，以此来模拟地震作用下转换层上下部结构的层间
位移，往复位移时程如图 2所示。
图 2 往复位移时程
时间 /s
位移 /mm
110
0 10 20 30
–110 建 筑 技 术
Architecture Technology 第50 卷 增刊 2019
年12
月 Vol.50 No.12 Dec. 2019
·77· 祖萍萍，等：增大截面法加固后转换层梁柱节点的塑性损伤分析
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国内外研究学者根据混凝土的受压变形提出了
Hognestad 表达式、Saenz表达式等多种应力应变关系。
本文采用的是 GB
50010—2010《混凝土结构设计规
范》附录 C中的混凝土单轴受压的应力 –应变曲线。
钢筋的应力 –应变关系曲线可分为 4种
，分别为
理想弹塑性
增大截面法加固后转换层梁柱节点的塑性损伤分析（论文）.pdf
