本文選題：鋼筋混凝土 + 地震損傷　； 參考：《天津大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：我國(guó)現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)及老版本規(guī)范均明確規(guī)定“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo),對(duì)于“中震可修”情況,如何采取合理有效、施工方便的修復(fù)加固技術(shù)是工程中須重點(diǎn)解決的問(wèn)題。鋼筋混凝土梁柱是框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其在中度水準(zhǔn)地震作用下存在較高的破壞風(fēng)險(xiǎn),且經(jīng)大量地震災(zāi)害分析表明,建筑結(jié)構(gòu)地震損傷破壞往往集中在構(gòu)件端部,對(duì)其加固性能等的研究尚不充分。本文通過(guò)試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬及理論分析,研究損傷、加固后的鋼筋混凝土柱和梁端試件抗震性能、受力特性及加固構(gòu)造措施,為我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)加固規(guī)范的修訂提供試驗(yàn)和理論基礎(chǔ),主要工作及成果包括:1)設(shè)計(jì)并制作6根鋼筋混凝土柱試件及6根鋼筋混凝土梁端試件。其中2根柱試件及2根梁端試件一次性加載至破壞,采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為對(duì)比試件。其它試件進(jìn)行損傷后加固。第一步對(duì)原試件進(jìn)行低周往復(fù)損傷試驗(yàn);第二步對(duì)損傷試件進(jìn)行碳纖維加固和鋼板加固,再對(duì)加固試件進(jìn)行低周往復(fù)試驗(yàn)。柱試件的變化參數(shù)為軸壓比與加固方式、梁端試件的變化參數(shù)為縱向鋼筋配筋率與加固方式,研究分析試件的滯回性能、骨架曲線、耗能、延性、剛度退化及破壞形態(tài)等抗震性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,軸壓比小的加固柱試件較軸壓比大的加固柱試件耗能高;采用碳纖維布加固后的受損梁端試件可以有效抑制塑性鉸延展及混凝土的脫落破碎,表現(xiàn)出較好的承載力、耗能能力及延性等抗震性能。2)受損試件的數(shù)值模型參數(shù)確定是建模分析的難點(diǎn),本文提出了基于截面剛度退化系數(shù)的“截面等效剛度”方法與基于混凝土強(qiáng)度損傷系數(shù)的“截面承載力等效強(qiáng)度”方法,通過(guò)簡(jiǎn)化分析,并將其用于試件數(shù)值模擬關(guān)鍵參數(shù)的確定,結(jié)合采用ANSYS有限元程序,對(duì)不同方式加固的試件進(jìn)行數(shù)值建模分析,結(jié)果表明,數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所建模型與關(guān)鍵參數(shù)確定的合理性和可信性。3)試驗(yàn)結(jié)果表明,加固后的柱試件與梁端試件承載力得到不同程度的提高,文中建立了鋼筋混凝土損傷加固柱試件斜截面受剪承載力計(jì)算模型與鋼筋混凝土損傷加固梁端試件抗剪承載力計(jì)算模型,且對(duì)該計(jì)算方法進(jìn)行了試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,為實(shí)際工程加固設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:The current Code for aseismic Design of buildings (GB50011-2010) and the old edition of the Code clearly stipulate the seismic fortification target of "minor earthquake is not bad, moderate earthquake can be repaired, large earthquake can not fall", and how to take reasonable and effective measures for "moderate earthquake can be repaired". The convenient repair and reinforcement technology is the key problem to be solved in the engineering. Reinforced concrete (Liang Zhu) is an important part of frame structure, which has a high damage risk under moderate level earthquake. The analysis of a large number of earthquake disasters shows that the seismic damage of building structure is usually concentrated at the end of the member. The study of its strengthening performance is not enough. In this paper, through experimental research, numerical simulation and theoretical analysis, the seismic behavior, mechanical characteristics and reinforcement measures of reinforced concrete columns and beam end specimens are studied. It provides the experimental and theoretical basis for the revision of the code for seismic design of buildings and the code for strengthening concrete structures in China. The main work and results include the design and manufacture of 6 reinforced concrete column specimens and 6 reinforced concrete beam end specimens. Two column specimens and two beam end specimens were loaded to failure at one time, and the test data were collected as a contrast specimen. Other specimens are strengthened after damage. The first step is to carry out low-cycle reciprocating damage test to the original specimen, the second step is to strengthen the damaged specimen with carbon fiber and steel plate, and then to carry on the low-cycle reciprocating test to the strengthened specimen. The variation parameters of column specimen are axial compression ratio and reinforcement mode, and the variation parameters of beam end specimen are longitudinal reinforcement ratio and reinforcement mode. The hysteretic property, skeleton curve, energy dissipation and ductility of the specimen are studied and analyzed. Stiffness degradation and failure patterns and other seismic performance. The test results show that the strengthened column specimens with low axial compression ratio consume more energy than those with large axial compression ratio, and the damaged beam end specimens strengthened with carbon fiber sheets can effectively restrain the plastic hinge extension and concrete shedding and breaking. It is difficult to determine the numerical model parameters of the damaged specimens, such as better bearing capacity, energy dissipation capacity and ductility. In this paper, the equivalent section stiffness method based on the section stiffness degradation coefficient and the section bearing capacity equivalent strength method based on the concrete strength damage coefficient are proposed. It is used to determine the key parameters of the numerical simulation of the specimens. The numerical modeling and analysis of the specimens strengthened in different ways are carried out by using the ANSYS finite element program. The results show that the numerical analysis results are in good agreement with the experimental results. Furthermore, the rationality and credibility of the model and the key parameters are verified. The results show that the bearing capacity of the strengthened column specimen and the beam end specimen has been improved to some extent. In this paper, the calculation model of shear bearing capacity of inclined section of reinforced concrete damage strengthened column and the shear bearing capacity of reinforced concrete damage strengthened beam end are established, and the experimental data are verified. It provides a theoretical basis for the reinforcement design of practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU311.3;TU375

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本文編號(hào)：1949249