本文關鍵詞：FRP加固定量損傷RC圓柱抗震性能研究

  更多相關文章： 纖維增強復合材料(FRP) 芳綸纖維薄板(AFL) RC圓柱 定量損傷 抗震

【摘要】：近年來破壞性大地震頻發(fā),大量年久失修的鋼筋混凝土柱(RC柱)發(fā)生破壞。纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer)由于其強度高、施工方便、耐久性好等優(yōu)點在建筑加固中得到了廣泛的應用,FRP加固RC柱的力學性能的相關研究也較為深入。然而目前大部分研究都是針對無損RC柱,而實際工程中需要加固補強的大多RC柱存在不同程度的損傷,直接將FRP加固無損RC柱的結果運用到損傷RC柱進行計算可能會帶來一定的安全隱患,因此有必要研究FRP加固損傷RC柱的抗震性能。本文采用芳綸纖維薄板(AFL)對定量損傷RC圓柱進行加固,并通過擬靜力試驗和有限元模擬分析其抗震性能。主要研究內容和結論有:1)按照規(guī)范制作無損RC圓柱試件,對其進行擬靜力試驗。根據RC柱在擬靜力試驗過程中得到的試驗數(shù)據,結合Park-Ang損傷模型計算得到每次循環(huán)后RC圓柱的損傷度。同時參考已有文獻對RC柱損傷程度的等級規(guī)定,制作按照Park-Ang損傷模型定義的損傷度為0、0.23、0.42、0.72的定量損傷RC圓柱;2)采用100mm寬度的AFL分別以滿包、50mm間距、100mm間距環(huán)向纏繞加固定量損傷RC圓柱,另設置一個無損傷無加固RC柱對照試件,分別對各試件進行擬靜力試驗研究。通過試驗研究各試件的破壞模式、荷載-位移滯回曲線、抗剪承載力、位移延性系數(shù)、骨架曲線等分析其抗震性能。試驗表明RC柱從加固前的彎剪破壞轉變?yōu)榧庸毯笱有暂^好的彎曲破壞,滯回耗能能力提升明顯,抗剪承載力和位移延性系數(shù)都有了明顯的提升。且滿包加固比間距加固效果更好。預損傷度對RC柱抗震性能影響很大,隨著損傷度的增大,RC柱抗震性能變差。但即使是按照Park-Ang損傷模型定義的損傷度為0.72的RC柱經FRP加固后的抗震性能也能恢復到損傷前的狀態(tài);3)對已有FRP加固RC柱抗剪承載力的計算模型進行了研究,選取了相對于試驗結果誤差較小的計算模型,并結合本文試驗數(shù)據得到了FRP加固定量損傷RC柱抗剪承載力的計算公式,通過進一步與已有試驗對比,驗證其具有一定的準確性;4)通過ANSYS建立了FRP加固定量損傷RC圓柱的有限元模型,完整模擬了試驗全過程,模擬結果和試驗吻合性較好。并對已驗證模型進行了進一步的參數(shù)分析,探討了軸壓比、FRP種類、加固厚度、加固高度、預應力等參數(shù)對FRP加固RC柱抗震性能的影響,初步得到了效率較高的加固方式,可供后續(xù)研究和工程實踐參考。
【關鍵詞】：纖維增強復合材料(FRP) 芳綸纖維薄板(AFL) RC圓柱 定量損傷 抗震
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU375.3;TU352.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 混凝土損傷研究12-16
• 1.2.2 FRP加固RC柱抗震性能試驗研究16-17
• 1.2.3 FRP加固RC柱抗震性能有限元研究17-18
• 1.2.4 FRP加固受損RC柱力學性能研究18-20
• 1.3 本文研究內容20-21
• 第二章 FRP加固定量損傷RC圓柱抗震性能試驗研究21-46
• 2.1 試件制作21-22
• 2.2 預損傷及加固方式22-29
• 2.2.1 預損傷方式22-25
• 2.2.2 加固方式25-29
• 2.3 試驗方法29-31
• 2.3.1 加載方案29-31
• 2.3.2 數(shù)據采集31
• 2.4 試驗結果與分析討論31-44
• 2.4.1 破壞模式31-33
• 2.4.2 荷載-位移滯回曲線33-36
• 2.4.3 骨架曲線36-37
• 2.4.4 抗剪承載力37-38
• 2.4.5 延性38-40
• 2.4.6 滯回耗能40-41
• 2.4.7 FRP應變41-44
• 2.5 本章小結44-46
• 第三章 FRP加固定量損傷RC柱抗剪承載力理論研究46-59
• 3.1 FRP加固RC柱破壞模式研究46-48
• 3.1.1 普通RC柱破壞模式46-47
• 3.1.2 FRP加固RC柱破壞模式47-48
• 3.2 FRP加固無損RC柱抗剪承載力計算方法48-53
• 3.2.1 RC柱抗剪承載力計算方法48-50
• 3.2.2 FRP加固RC柱抗剪承載力計算方法50-51
• 3.2.3 各算法對比試驗結果51-53
• 3.3 FRP加固定量損傷RC柱抗剪承載力計算方法53-56
• 3.4 公式驗證56-57
• 3.5 參數(shù)分析57-58
• 3.6 本章小結58-59
• 第四章 FRP加固定量損傷RC圓柱抗震性能數(shù)值分析59-81
• 4.1 材料屬性與破壞準則59-62
• 4.1.1 混凝土單元59-61
• 4.1.2 鋼筋單元61
• 4.1.3 纖維薄板單元61-62
• 4.2 有限元模型建立62-65
• 4.2.1 基本假設62
• 4.2.2 收斂技巧62-64
• 4.2.3 加載方式64
• 4.2.4 預損傷方式64-65
• 4.3 有限元計算結果與分析65-74
• 4.3.1 破壞模式65-69
• 4.3.2 滯回曲線69-71
• 4.3.3 骨架曲線71-73
• 4.3.4 箍筋和FRP應變73-74
• 4.4 參數(shù)化分析74-79
• 4.4.1 軸壓比影響74-75
• 4.4.2 FRP種類影響75-76
• 4.4.3 FRP加固厚度影響76-77
• 4.4.4 FRP加固高度影響77-78
• 4.4.5 FRP預應力影響78-79
• 4.5 本章小結79-81
• 結論與展望81-83
• 結論81-82
• 展望82-83
• 參考文獻83-89
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果89-90
• 致謝90-91
• 附件91

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