纖維聚合物筋—鋼筋混合配筋混凝土剪力墻的抗震性能
本文關(guān)鍵詞:纖維聚合物筋—鋼筋混合配筋混凝土剪力墻的抗震性能
更多相關(guān)文章: 剪力墻 CFRP筋 抗震性能 耗能 變形能力 殘余變形
【摘要】:傳統(tǒng)RC剪力墻強(qiáng)調(diào)利用鋼筋的強(qiáng)屈比和塑形變形能力,以期滿足剪力墻在地震作用下臨界截面塑性鉸區(qū)的轉(zhuǎn)動(dòng)變形和屈服耗能,實(shí)現(xiàn)大耗能大延性的破壞機(jī)制。但是由于地震動(dòng)的隨機(jī)性,在建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)很難確定建筑物遭受某次地震動(dòng)的峰值、頻譜和持時(shí),從而有針對(duì)性地采取特定而合理的抗震措施,而且受不同地質(zhì)狀況和建筑物自身周期等影響,結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況往往十分復(fù)雜,結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制與設(shè)計(jì)破壞模式未必一致。隨著居民生活品質(zhì)的提升,當(dāng)建筑物的內(nèi)飾、家居、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、科技設(shè)備等的費(fèi)用接近、甚至超過建筑物的結(jié)構(gòu)費(fèi)用時(shí),除了防止大震作用下建筑物的倒塌外,中小地震導(dǎo)致結(jié)構(gòu)正常使用功能喪失而造成的經(jīng)濟(jì)損失同樣值得關(guān)注。本課題突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,采用CFRP筋替代鋼筋作縱向增強(qiáng)筋,充分利用CFRP筋優(yōu)良的線彈性、高抗拉強(qiáng)度的性能,使剪力墻結(jié)構(gòu)能夠在大側(cè)移或大變形后迅速?gòu)?fù)位且沒有或僅存微小的殘余變形,研究發(fā)現(xiàn):(1)鋼筋、CFRP筋配置型式不同的7個(gè)試件的破壞模式相同,均為以彎曲破壞為主的彎剪型破壞。(2)采用CFRP筋作縱向增強(qiáng)筋的6個(gè)試件的極限承載力與RC剪力墻RCSW-1相比沒有明顯降低,甚至略有提高,多次往復(fù)循環(huán)作用下試件的承載力強(qiáng)度衰減幅度小。(3)7個(gè)試件的剛度退化規(guī)律一致,彈性階段側(cè)向剛度退化較快,之后隨側(cè)向位移的增加而緩慢減小,并趨于穩(wěn)定于15~20 kN·mm。(4)墻肢最外側(cè)配置鋼筋的RCSW-1、CFRPSW2-1和CFRPSW2-2的變形能力最大,它們的極限層間位移角分別達(dá)到1/65,1/59和1/68,這表明合理配置CFRP筋、鋼筋的剪力墻都具有良好的變形能力和抗震變形儲(chǔ)備。(5)普通RC剪力墻RCSW-1能夠利用鋼筋的非彈性變形吸收大量能量,累計(jì)絕對(duì)耗能量遠(yuǎn)大于其他6個(gè)剪力墻試件,CFRP筋的滯回耗能能力小于鋼筋。(6)試件進(jìn)入彈塑性變形階段后,CFRPSW-4、CFRPSW-5、CFRPSW2-1在同位移幅值階段的側(cè)向殘余變形僅為RCSW-1的30%左右,顯示出CFRP筋的加入能夠使剪力墻很好地控制其殘余變形,使其具有變形自復(fù)位功能。
【關(guān)鍵詞】:剪力墻 CFRP筋 抗震性能 耗能 變形能力 殘余變形
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU352.11;TU375
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-18
- 1.1 引言9-10
- 1.2 抗震規(guī)范的沿襲和發(fā)展10-11
- 1.3 剪力墻的研究背景11-15
- 1.3.1 傳統(tǒng)剪力墻的研究進(jìn)展11-14
- 1.3.2 傳統(tǒng)剪力墻研究存在的主要問題14-15
- 1.4 碳纖維增強(qiáng)聚合物筋(Carbon Fiber Reinforced Composite Bar)15-16
- 1.5 研究?jī)?nèi)容的提出16-17
- 1.6 本文的主要工作17-18
- 2 試驗(yàn)概況18-27
- 2.1 試件設(shè)計(jì)18-20
- 2.2 試件制作20-21
- 2.3 材性試驗(yàn)21-22
- 2.4 試驗(yàn)裝置及加載制度22-24
- 2.4.1 試驗(yàn)裝置22-23
- 2.4.2 加載制度23-24
- 2.5 量測(cè)內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置24-27
- 3 試驗(yàn)現(xiàn)象27-36
- 3.1 試件CFRPSW2-1 的試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài)27-32
- 3.2 試件CFRPSW2-2 的試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài)32-36
- 4 試驗(yàn)結(jié)果分析36-69
- 4.1 滯回曲線36-40
- 4.2 骨架曲線40-45
- 4.3 承載力能力45-49
- 4.4 剛度退化49-51
- 4.5 強(qiáng)度衰減51-52
- 4.6 延性性能52-58
- 4.6.1 延性研究的意義53
- 4.6.2 位移延性系數(shù)53-55
- 4.6.3 層間位移角及變形性能55
- 4.6.4 側(cè)向變形55-58
- 4.7 耗能能力58-63
- 4.7.1 絕對(duì)累計(jì)耗能58-60
- 4.7.2 能量耗散系數(shù)60-63
- 4.7.3 能量耗散系數(shù)作為耗能能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)的不足之處63
- 4.8 殘余變形及基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想63-69
- 4.8.1 殘余變形63-67
- 4.8.2 損傷系數(shù)67-68
- 4.8.3 CFRP筋對(duì)剪力墻性能的影響68-69
- 5 結(jié)論與展望69-72
- 5.1 本文結(jié)論69-71
- 5.2 展望71-72
- 參考文獻(xiàn)72-75
- 致謝75
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