四、试验过程及试件破坏形态
　　本次试验于2012年12月在某省建筑科学研究院重点实验室进行。
　　1、K1
　　试验开始时先对K1分级施加竖向荷载。竖向荷载加到30kN时，框架梁跨中附近梁底的裂缝基本出齐，裂缝平均间距为83mm；框架梁跨边上部也出现少量裂缝；框架柱未出现裂缝。施加预应力之后，上述裂缝全部闭合到肉眼观察不到，也未出现新的肉眼可见的裂缝。
　　水平荷载加到第一级时，框架柱顶外侧出现第一条水平裂缝。此后，随着水平循环荷载的增加，在框架上不断出现新的裂缝，已有裂缝在张开闭合过程中的最大宽度也不断增大。在120kN等级水平荷载的加载中，发现滞回曲线出现很大弯曲，水平位移开始大幅增加。而框架承受的水平力增加到110kN附近就不能上升。从此时开始按位移控制，每一级控制循环两轮，第一级控制水平位移为25mm，此后每级增加5mm。水平位移控制开始后，框架中的裂缝得到充分发展，在柱底首先出现了裂宽大于2mm的裂缝，此时的大部分裂缝在水平位移归零时并不能完全闭合，少数裂缝在反向荷载下也不能完全闭合。当水平位移加到35mm时，梁端紧靠梁柱节点区处上下裂缝已经完全贯通，柱顶和节点区都出现大量交叉裂缝，柱底开始出现砼剥落现象。从滞回曲线来看．加固后结构的水平承载并没有下降，主滞回曲线出现一道很长的基本水平的屈服台阶。当水平位移达到65mm时，结构的水平承载力下降到9lkN。由于试验设施的限制，对K1的试验结束，其最终破坏。
　　2、K2
　　试验框架K2的试验过程接近K1。竖向荷载加到30kN时，框架粱跨中附近梁底裂缝基本出齐，裂缝平均间距为84mm；框架梁跨边上部和框架柱外侧也出现少量裂缝。
　　在水平力作用下，K2的水平位移发展的比Kl快。在施加第五级水平力荷载(100kN)时，加固后结构的主滞回曲线出现很大弯曲，水平位移迅速发展。正方向水平力达到95kN即不再增大，曲线出现短暂的水平屈服台阶。此时即改为水平位移控制，确定水平位移控制的第一级为30mm。水平位移控制开始时框架中的裂缝已发展的很充分，柱底砼开始出现剥落现象。在水平位移达到45一以前，加固后结构的水平承载力基本能维持在第一级水平位移控制时的值；当水平位移达到50mm时，加固后结构的水平承载力下降到90kN；在水平位移达到试验设施所允许的最大值55mm时，加固后结构的水平承载力下降到87kN。
　　3、K3
　　对试验框架K3不施加预应力以体现预应力加固对于框架结构性能的影响。对K3施加完竖向荷载后，保持竖向荷载不变直接施加水平荷载。在施加第五级水平荷载时，加固后结构的水平承载力上升到90kN左右就不再上升，转入水平位移控制，第一级控制水平位移取为25mm。在水平位移控制的初始阶段，框架结构中的裂缝迅速发展，柱底砼出现剥落现象。框架的水平承载力在水平位移达到45mm以前没有出现下降，一直在90kN附近波动。此后结构的水平承载力开始下降，水平位移为50mm时，最大水平承载力为89kN；水平位移为55mm时，最大水平承载力为86kN。
　　4、K4
　　竖向荷载达到30kN时，框架梁跨中附近梁底裂缝全部出齐，裂缝平均间距为79r一；框架柱外侧未出现可见裂缝。框架梁跨中挠度为3．5mm施加预应力以后，上部裂缝全部闭合。框架梁、柱未出现新的裂缝。框架梁跨中挠度变为1.2mm。
　　施加完预应力以后立即对K4继续分级施加竖向荷载直至破坏。当竖向荷载达到50kN每点时，大部分施加预应力时闭合的裂缝二度张开，框架梁跨中挠度达到3.0mm，此后框架粱的跨中基本不再出现新的裂缝。加载至140N，框架柱上部出现明显的向外鼓出弯曲，框架梁跨中挠度变为10.5mm。在施加下一级荷载时，加固后结构的承载力达不到预期施加的150kN，试验框架破坏。
　　五、滞回曲线分析
　　由于加固预应力的作用，试验框架K1抵抗水平荷载的能力要超过K3约20％，试验框架K2的抵抗水平荷载的能力也要超过K3达10％。与普通钢筋砼框架的滞回曲线相类似的，试验框架Kl的滞回曲线的卸载段有较大的斜率；但在从刚刚开始反向加载到位移归零的阶段内，滞回曲线的斜率变小(尤其在发生大位移时比较明显)，这又接近于普通预应力砼框架的性能。总体上预应力加固框架的滞回曲线兼有钢筋砼框架和预应力砼框架的性质，曲线呈两头宽、中间窄的特殊形状。由于Kl的滞回曲线斜率大于K3，滞回曲线的卸载段就要比K3“丰满”一些；而且由于K1的极限抗弯承载力较大，滞回曲线的最大高度大于K3，总的说来，K1在水平荷载作用下的耗能能力大于K3。K4的主要破坏原因是框架柱外侧出现较多裂缝，框架柱曲率过大，在轴力与弯矩共同作用下失稳破坏。这主要是因为竖向荷载在单层单跨的试验框架的框架柱上半部分产生了相当大的弯矩。
　　而在真实框架结构中，竖向荷载一般不会在框架柱上产生如此大的弯矩，体外预应力加固又可以保证框架各截面的安全。因此。对于承担竖向荷载为主的框架结构而言，体外预应力加固的结构性能是十分良好的。 　　
　　六、试验结果分析
　　通过试验对体外预应力加固框架的结构性能进行了深入的研究，井得出如下几点结论。
　　（1）在竖向荷载作用下，体外加固力筋可以很好的与被加固结构协同工作，其应力随着竖向外荷载的增大而不断上升，大幅度的提高结构抵抗竖向荷载的承载力，并使框架结构中的应力分布趋向于平均化。
　　 （2）在水平荷载与竖向荷载的共同作用下。体外预应力加固使框架应力分布趋于平均化，混凝土受拉区面积减小，框架的整体强度与刚度上升，最大水平承载力超过未经加固的框架结构约20%。加固后结构在达到最大水平承载力后进入一较长的屈服平台。加固预应力的作用提高了试验框架在水平荷载作用下的耗能能力。有限元分析的结果与试验得出的结论相一致：针对竖向荷载进行的体外预应力加固可以基本满足各种强度的钢筋混凝土框架结构小震不坏，大震不倒的抗震要求。
　　 （3）体外预应力加固对于框架的加固作用主要体现在框架梁的强度提高上。设计加固时必须验算是否满足强柱弱梁的抗震要求，如不满足则须对框架柱采取措施进行加固。

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