CFRP加固鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能研究.pdf

1、大量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式的建筑物由于材料老化、使用功能改變、設計與施工缺陷以及地震、戰(zhàn)爭等原因,均會導致原有結(jié)構(gòu)的承載力不足和抗震性能不滿足要求.為此,急需進行加固和修復.碳纖維聚合物(CFRP)補強加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)具有高強高效、不增加自重、不占空間和施工方便等明顯優(yōu)點在近幾年中成為一種頗受歡迎的加固方式,具有廣泛的應用前景,將帶來巨大的社會經(jīng)濟效益.但其加固理論和技術(shù)仍處于發(fā)展和不斷完善的階段.鑒于此,該文從2002年開始,對CF

2、RP加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能進行了理論分析和試驗研究.該文在進行理論分析時,運用有限元程序?qū)τ肅FRP加固和未加固的懸臂柱構(gòu)件進行了非線性分析.在合理選用了單元模式及材料本構(gòu)關(guān)系,定義了適當?shù)膯卧茐臏蕜t及單元屈服、開裂或破壞后的處理后,模擬了在軸向壓力與水平往復荷載作用下CFRP加固鋼筋混凝土柱的力學響應;并將柱加固前后的受力性能進行比較,研究了滯回曲線及其骨架曲線、柱變形及延性、CFRP及箍筋的應變等.結(jié)果表明CFRP橫向包裹柱

3、能夠增加柱的延性,改善柱的抗震性能.同時,對用CFRP加固和未加固的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在施加地震波作用下進行了非線性有限元動力分析.先對框架進行模態(tài)分析,得到框架結(jié)構(gòu)自振頻率和振型等動力特性;再作考慮非線性的地震反應時程分析,得出頂層的位移和加速度時程曲線等動力響應,同時比較了加固前后框架柱混凝土在地震作用下不同的應力狀態(tài),并分析其原因.結(jié)果表明CFRP加固框架結(jié)構(gòu)能夠提高混凝土的強度,延緩混凝土的開裂,增加框架柱的延性,改善框架結(jié)構(gòu)的

4、抗震性能.該文在進行試驗研究時,根據(jù)工程實際和試驗條件,應用相似理論,選定了模型方案,設計和制作了兩個縮尺比為1/4的兩層單跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型.并進行了加固、未加固及其震壞后再加固的三次模擬地震振動臺對比試驗和試驗結(jié)果分析.試驗過程中測定了模型在震前和不同烈度地震作用后的動力特性,并作了比較和分析;進行了在不同加速度峰值下El-Centro地震波的模擬地震振動臺試驗,研究了模型在不同強度地震作用下的加速度反應和位移反應,以及鋼筋、