本文關(guān)鍵詞：柱端局部采用纖維增強(qiáng)混凝土柱抗震性能研究　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： FRC柱 剪跨比 變形能力 損傷容限 有限元模擬 承載力

【摘要】：鋼筋混凝土(RC)框架柱是高層建筑結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件,應(yīng)防止其發(fā)生脆性剪切破壞。纖維增強(qiáng)混凝土(FRC)具有很高的受拉韌性,在直接拉伸荷載作用下,表現(xiàn)出多裂縫開(kāi)裂與應(yīng)變硬化特性,具有良好的抗損傷能力,可用于以受剪為主的構(gòu)件和高剪應(yīng)力作用下的受彎構(gòu)件。但FRC材料的造價(jià)比普通混凝土高,整個(gè)柱全部采用FRC尚不現(xiàn)實(shí),故將FRC用于柱端塑性鉸區(qū),不僅可以提高柱的抗震性能,而且可以控制其造價(jià)。另外,配制FRC約有50%以上的水泥可用工業(yè)廢料粉煤灰替代。因此,研究局部采用FRC柱的抗震性能,對(duì)于提高RC結(jié)構(gòu)的抗震性能和減災(zāi)防災(zāi)、減少環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等有重要意義。 本文對(duì)9根下端局部采用FRC材料柱以及1根RC柱對(duì)比試件進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn),研究剪跨比、軸壓比及FRC強(qiáng)度等對(duì)其滯回特性、變形能力、耗能能力及剛度退化規(guī)律的影響,評(píng)估其抗震性能。采用OpenSees非線(xiàn)性分析軟件對(duì)試驗(yàn)柱的裂縫開(kāi)展和破壞過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬；在此基礎(chǔ)上,對(duì)這種柱進(jìn)行了參數(shù)分析,研究剪跨比、軸壓比、FRC強(qiáng)度及箍筋體積配箍率對(duì)其抗震性能的影響。結(jié)果表明：用OpenSees數(shù)值模擬的滯回曲線(xiàn)與試驗(yàn)滯回曲線(xiàn)趨勢(shì)走向相似；與普通RC柱相比,柱端局部采用FRC材料柱,剪跨比為2時(shí)仍為壓彎破壞,強(qiáng)度和剛度退化緩慢,具有較好的變形能力、耗能能力和損傷容限；軸壓比及剪跨比對(duì)FRC柱的承載力、變形能力和耗能能力有明顯影響；局部使用FRC材料柱僅需配置抗剪箍筋,不必另外配置約束箍筋,即可滿(mǎn)足變形和耗能要求�？紤]FRC材料的受拉性能建立了壓彎承載力計(jì)算公式,推導(dǎo)了受剪承載力計(jì)算公式,公式的計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合較好。
[Abstract]:Reinforced concrete RC frame column is the main load-bearing member of high-rise building structure, which should be prevented from brittle shear failure. Fiber reinforced concrete frame column has high tensile toughness. Under the direct tensile load, it shows the characteristics of multi-crack cracking and strain hardening, and has a good ability to resist damage. It can be used for shear-oriented members and flexural members under high shear stress, but the cost of FRC material is higher than that of ordinary concrete, so it is not realistic for the whole column to adopt FRC. Therefore, the application of FRC in the plastic hinge region at the end of column can not only improve the seismic performance of column, but also control its cost. In addition, more than 50% FRC can be replaced by industrial waste fly ash. It is very important to study the seismic behavior of local FRC columns in order to improve the seismic performance of RC structures, reduce environmental pollution and protect the ecological environment. In this paper, pseudostatic tests were carried out on 9 specimens with FRC material column and 1 RC column at the lower end. The hysteretic properties and deformability of the specimens were studied, such as shear span ratio, axial compression ratio and FRC strength. The influence of energy dissipation capacity and stiffness degradation law is evaluated to evaluate its seismic performance. The crack development and failure process of test columns are numerically simulated by OpenSees nonlinear analysis software. On this basis, the parameters of the column are analyzed, and the shear span ratio and axial compression ratio are studied. The effect of FRC strength and stirrups volume hoop ratio on its seismic performance. The results show that the trend of hysteresis curve simulated by OpenSees is similar to that of experimental hysteretic curve. Compared with the common RC column, the FRC material column is used locally at the end of the column, and the shear span ratio of 2:00 is still compressive and bending failure, the strength and stiffness degenerate slowly, and it has better deformation ability, energy dissipation capacity and damage tolerance. The bearing capacity, deformation capacity and energy dissipation capacity of FRC columns are obviously affected by axial compression ratio and shear span ratio. In order to meet the requirements of deformation and energy dissipation, only shear stirrups and constrained stirrups are required for local use of FRC columns. Considering the tensile properties of FRC materials, a formula for calculating the compressive and bending capacity is established. The formula of shear bearing capacity is deduced, and the calculated value is in good agreement with the experimental value.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU37;TU352.11

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本文編號(hào)：1427456