鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋混凝土框架梁抗震性能研究.pdf

1、近年來，世界范圍內(nèi)重大地震頻發(fā)造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失非常嚴(yán)重，對結(jié)構(gòu)造成的破壞也加深了人們對地震下結(jié)構(gòu)性能的認(rèn)識。研究人員開始意識到，保證結(jié)構(gòu)震后良好的可修復(fù)性是一種更加合理的抗震設(shè)計(jì)思想，為此，東南大學(xué)吳剛課題組提出了鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋(SFCB，steel fiber composite bars)這種具有明顯二次剛度的新型復(fù)合材料。已有研究成果表明，SFCB混凝土構(gòu)件與普通鋼筋混凝土構(gòu)件相比具有更好的抗震性能，它在反復(fù)荷載下殘余

2、變形更小，可修復(fù)性更好。但對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震彈塑性分析并保證其實(shí)用的關(guān)鍵是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)力模型的準(zhǔn)確程度。目前還沒有適用于SFCB混凝土構(gòu)件的恢復(fù)力模型，為此，本文主要進(jìn)行了以下工作:
　　根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了不同二次剛度比的SFCB筋材，進(jìn)行了材料的拉伸和壓縮試驗(yàn)，分析得出其本構(gòu)關(guān)系模型;
　　根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)了1根鋼筋混凝土梁，3根SFCB混凝土梁，其中3個(gè)梁進(jìn)行低周反復(fù)加載，一個(gè)梁進(jìn)行單調(diào)加載。通過分析試驗(yàn)數(shù)

3、據(jù)分離各個(gè)變形分量，并對比鋼筋混凝土構(gòu)件和SFCB混凝土構(gòu)件抗震性能的不同;
　　利用OpenSees建立有限元模型，通過對比有限元模擬的結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果分析其準(zhǔn)確性以及可能存在的問題，在此基礎(chǔ)上對構(gòu)件抗震性能進(jìn)行補(bǔ)充分析，為理論推導(dǎo)做準(zhǔn)備;
　　結(jié)合試驗(yàn)及有限元模擬的結(jié)果，在前人研究的基礎(chǔ)上給出骨架曲線各特征點(diǎn)的計(jì)算公式，提出恢復(fù)力骨架模型，然后利用origin8.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得出剛度退化規(guī)律，最后建立SFCB

4、構(gòu)件的恢復(fù)力模型，為進(jìn)一步的抗震分析提供參考。
　　得出的主要結(jié)論如下:
　　(1) SFCB中的纖維在筋材受拉時(shí)作用很大，但在筋材受壓時(shí)其作用可以忽略;
　　(2)對不同混凝土強(qiáng)度等級的S12B28梁進(jìn)行了有限元模擬，結(jié)果表明混凝土強(qiáng)度等級的提高對構(gòu)件承載力及變形影響很小;
　　(3)普通鋼筋混凝土構(gòu)件特征點(diǎn)參數(shù)及滯回規(guī)則的推導(dǎo)方法同樣適用與SFCB混凝土構(gòu)件;
　　(4)由于構(gòu)件中混凝土與鋼筋及SFCB