【摘要】：框架結(jié)構(gòu)是一種常用的建筑結(jié)構(gòu)體系,其柱的變形性能決定著整個結(jié)構(gòu)的變形能力。纖維增強(qiáng)混凝土(FRC)具有具有高強(qiáng)度、高延性、拉伸應(yīng)變硬化和抗損傷能力強(qiáng)等優(yōu)點,可以顯著改善混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。為了改善鋼筋混凝土柱的變形能力及抗震性能,本文將FRC應(yīng)用于鋼筋混凝土柱的塑性鉸區(qū),柱的其余部位仍采用普通混凝土。對FRC柱及其框架結(jié)構(gòu)的抗震性能和變形進(jìn)行研究,有較好的理論意義和實用價值。本文采用試驗和有限元模擬相結(jié)合方法對FRC柱進(jìn)行研究。首先做了9根FRC柱和1根普通混凝土柱的擬靜力試驗,然后采用OpenSees軟件進(jìn)行模擬。基于試驗數(shù)據(jù)以及模擬所得的參數(shù),根據(jù)截面力的平衡方程和截面變形的平截面假定,推導(dǎo)出塑性鉸區(qū)采用FRC柱在不同極限狀態(tài)時的曲率。根據(jù)柱的曲率分布規(guī)律,沿柱高積分得到彎曲變形所引起的柱頂水平位移；采用Sezen模型,根據(jù)已求得的曲率,推導(dǎo)出由柱底縱筋與混凝土粘結(jié)滑移所引起的柱頂水平位移；考慮了柱剪切變形引起的柱頂水平位移。與試驗結(jié)果對比表明,開裂、屈服、峰值荷載和極限狀態(tài)時的位移計算值與試驗值吻合較好。對柱塑性鉸區(qū)采用FRC的框架結(jié)構(gòu),利用Perform 3D和SAP 2000兩種軟件進(jìn)行了靜力彈塑性分析。對兩種軟件的同一算例結(jié)果進(jìn)行對比,驗證模型的正確性,然后分別分析柱塑性鉸區(qū)采用FRC框架結(jié)構(gòu)的變形能力。結(jié)果表明,柱塑性鉸區(qū)采用FRC框架結(jié)構(gòu),承載能力可提高30%-40%,屈服位移和峰值荷載對應(yīng)位移均有所提高,基底剪力-頂點位移曲線下降段緩慢。
[Abstract]:Frame structure is a kind of commonly used building structure system. The deformation performance of columns determines the deformation capacity of the whole structure. Fiber reinforced concrete (FRC) has the advantages of high strength, high ductility, tensile strain hardening and strong damage resistance, which can significantly improve the seismic performance of concrete structures. In order to improve the deformation capacity and seismic behavior of reinforced concrete columns, FRC is applied to the plastic hinge region of reinforced concrete columns, and the rest of the columns still use ordinary concrete. The research on seismic behavior and deformation of FRC column and its frame structure has good theoretical significance and practical value. In this paper, the FRC column is studied by means of test and finite element simulation. The pseudostatic tests of 9 FRC columns and 1 ordinary concrete column were carried out at first, and then simulated by OpenSees software. Based on the experimental data and the simulated parameters, the curvature of FRC columns in plastic hinge region under different limit states is derived according to the equilibrium equation of cross-section force and the assumption of plane section of section deformation. According to the curvature distribution law of the column, the column top horizontal displacement caused by bending deformation is obtained by integral along the column height, and the column top horizontal displacement caused by the bond slip between column bottom longitudinal reinforcement and concrete is deduced by using Sezen model and according to the curvature obtained. The column top horizontal displacement caused by column shear deformation is considered. Compared with the experimental results, the calculated values of crack, yield, peak load and limit state are in good agreement with the experimental values. The FRC frame structure is used in the plastic hinge region of the column. The static elastic-plastic analysis is carried out by using Perform 3D and SAP 2000 software. The results of the same example of the two kinds of software are compared to verify the correctness of the model, and then the deformation ability of the column plastic hinge region using FRC frame structure is analyzed respectively. The results show that the FRC frame structure is adopted in the plastic hinge region of the column, and the bearing capacity can be increased by 30% -40%. The yield displacement and the peak load corresponding displacement are both increased, and the descent section of the shear-vertex displacement curve of the base is slow.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU377.9

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本文編號：2156830