【摘要】：部分鋼筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架結(jié)構(gòu)是根據(jù)以往的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)和建造的,或未考慮地震作用,或抗震設(shè)防水平較低,在地震作用下表現(xiàn)出不充分的延性,稱這類結(jié)構(gòu)為本文所研究的非延性RC框架。基于真實(shí)地震的調(diào)查研究普遍反映了非延性RC框架在震后多為輕度或中度損傷。顯然,將這些輕度或中度損傷的房屋全部拆除重建會(huì)造成過(guò)大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。粘貼碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固方法有諸多優(yōu)點(diǎn),但是目前關(guān)震損非延性RC框架的CFRP抗震加固研究中,對(duì)加固前后結(jié)構(gòu)各層抗震承載力處于何種水平及其增幅大小關(guān)注較少,而且沒(méi)有通過(guò)層間位移角得出是否滿足現(xiàn)行中國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求的結(jié)論。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以縮尺試驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合有限元對(duì)足尺加固框架的抗震性能展開(kāi)研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)了 1榀1/2縮尺兩層兩跨非延性RC框架子結(jié)構(gòu)試件,通過(guò)擬靜力試驗(yàn)?zāi)M地震造成損傷,采用CFRP加固后再次進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)。獲得了加固前后框架的滯回曲線。加固后結(jié)構(gòu)的滯回曲線更飽滿,說(shuō)明CFRP能提高震損非延性RC框架的耗能能力。(2)分析了加固前后框架的強(qiáng)度、剛度、延性和耗能等抗震性能。分析結(jié)果表明:加固后最大承載力提高了3.59%,說(shuō)明CFRP加固對(duì)提高結(jié)構(gòu)承載力影響有限;7度設(shè)防要求下最小延性系數(shù)為2.18,加固試件的平均位移延性系數(shù)(?)_△=2.81,超過(guò)了最小延性系數(shù)28.90%,說(shuō)明其延性滿足設(shè)防要求;加固試件極限狀態(tài)等效粘滯阻尼系數(shù)(?)=0.136,滿足一般RC框架結(jié)構(gòu)(?)≥0.1這一要求,能達(dá)到一般RC框架結(jié)構(gòu)的耗能水平。(3)基于損傷混凝土及CFRP加固損傷混凝土的本構(gòu)模型,利用OpenSees實(shí)現(xiàn)CFRP加固震損非延性RC框架非線性滯回行為的有限元模擬,并通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了模型的正確性。采用Pushover分析方法研究了 CFRP加固五層震損非延性RC框架(子結(jié)構(gòu)的原型結(jié)構(gòu))倒塌失效模式,塑性鉸發(fā)展順序顯示CFRP加固形成“強(qiáng)柱弱梁”模式提高了延性,從而防止結(jié)構(gòu)突然倒塌。(4)通過(guò)能力譜法定評(píng)定了Ⅶ度設(shè)防要求的CFRP加固五層震損非延性RC框架的抗震性能。分析結(jié)果表明:在小震、中震和大震作用下,結(jié)構(gòu)的最大層間位移角分別為0.0007、0.002和0.01394,滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范彈性層間位移角限值1/550(0.0018)、彈塑性層間位移角限值1/50(0.02)的規(guī)定。
【圖文】：

，足現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，仍有必要進(jìn)行試驗(yàn)研究。基于此目的，設(shè)計(jì)了邋１榀１／２逡逑縮尺兩層兩跨非延性ＲＣ框架子結(jié)構(gòu)試件，通過(guò)擬靜力試驗(yàn)?zāi)M地震造成損傷，逡逑采用ＣＦＲＰ加固后再次進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)。逡逑２．１試驗(yàn)方案逡逑２．１．１原型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逡逑為滿足非延性這一特點(diǎn)，綜合考慮歷史進(jìn)程中規(guī)范與設(shè)計(jì)軟件版本更迭差異，逡逑本文按照舊版規(guī)范［５５］采用ＰＫＰＭ設(shè)計(jì)了一個(gè)不考慮抗震設(shè)防的五層兩跨的鋼筋逡逑混凝土框架辦公樓，此框架在本文中稱為原型結(jié)構(gòu)。原型結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：逡逑（１）主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為５０年；逡逑（２）基本風(fēng)壓：０．４０ｋＮ／ｍ２邋（５０年重現(xiàn)期）；逡逑（３）場(chǎng)地特征周期Ｔｇ＝０．３５秒，場(chǎng)地土類別為ＩＩ類，，不考慮抗震設(shè)防；逡逑（４）層高均為３．０ｍ共５層，結(jié)構(gòu)主體高度１５．０ｍ，結(jié)構(gòu)平面布置圖２－１如所逡逑示，結(jié)構(gòu)立面圖如圖２－２（ａ）所示；逡逑

逑箍筋采用ＨＰＢ３００鋼筋。逡逑根據(jù)ＳＡＴＷＥ分析計(jì)算結(jié)果，結(jié)合規(guī)范得到柱配筋圖如圖２－２（ｂ）所示，梁配逡逑筋圖如圖２－２（ｃ）所示。逡逑５Ｆ逡逑１５．０００、，逡逑｜｜邐■■＿■■■■＿■丨丨■■■■■＿■＿■ＩＩ邐＾邐４＾２０逡逑４Ｆ邐0邐Ｉ逡逑１２．０００邋１邋＾逡逑３Ｐ邐Ｉ邐１邐！邐§邐廠．逡逑９．０００邐ｉ邐．邋ｋ邐ｄ逡逑－ｓｚ＿邋１，邐１邐逡逑。。邐邐丨邐；邐，．３００邋＞逡逑２Ｆ邐８邋８邋Ｉ逡逑６．０００邋２邋ｃ邐＿邐（ｂ）截面邋ｌ－ｌ逡逑￣￣邐ＳＺ■？■■■邐１邐．．．＇邐邋邐逡逑0邋｜邐．邐逡逑ＩＦ邋Ｂ邋！邐丨邐！邐”逡逑８邐！邐１邋ｊ邐８邐？中邋１２eW00．逡逑ｉＱ．ＯＱＯ＾。；邐寫(xiě)邋／逡逑｜邋４０００邋Ｌ邋４０００邋：邐Ｊ．邋４００邐．逡逑Ｉ邐＾邐（ｃ）截面邋２－２逡逑？邐？邐？逡逑（ａ）立面圖逡逑圖２－２原型結(jié)構(gòu)立面及配筋圖逡逑２．１．２未加固模型設(shè)計(jì)逡逑未加固模型（試件）指的是震損前具有完好狀態(tài)的非延性未加固的模型。在逡逑工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，由于場(chǎng)地、設(shè)備、經(jīng)濟(jì)等客觀因素，除去少量在原型結(jié)構(gòu)上直逡逑接進(jìn)行的檢測(cè)性工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)之外，模型試驗(yàn)這一種試驗(yàn)?zāi)Ｊ奖粡V泛運(yùn)用。這種逡逑試驗(yàn)?zāi)Ｊ街械哪Ｐ驮谠O(shè)計(jì)的時(shí)候以原型為對(duì)象，視實(shí)際情況科學(xué)地選取相似比，逡逑以這一具體比例將原型縮尺至模型。與原型結(jié)構(gòu)相比，模型具有其主要甚至全部逡逑的結(jié)構(gòu)特性。本文基于相似原理、量綱分析法對(duì)原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。其中相逡逑似原理要求模型不僅遵循幾何相似
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU352.11;TU375.4

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本文編號(hào)：2668347