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节点是框架结构的重要部位,起着连接梁柱、传递分配内力和协调结构变形的重要作用,历次地震震害调查表明,钢筋混凝土框架类结构的破坏多集中在节点核心区及其附近区域,因节点失效引起的结构破坏一般难以修复。要使结构满足延性框架中的“强柱弱梁”抗震设计原则,则截面尺寸往往过大或箍筋配置较多,给施工带来较大麻烦,同时难以有效控制裂缝的产生。
PVA(聚乙烯醇)纤维作为近年来应用于结构抗震关键部位的一种外掺纤维,越来越受到广泛关注。PVA纤维增强水泥基复合材料利用断裂力学和微观力学原理在纤维体积掺量约为2%的情况下获得3%以上的拉应变能力,具有优良的韧性、较好的非线性变形和显著的裂缝控制能力,可使传统水泥基材料的脆性破坏模式转变为韧性破坏模式。
因此PVA纤维增强混凝土(PVAFiberReinforcedConcrete,简称PFRC)的研究与应用必将为混凝土结构的控裂和性能改善提供新的解决方法。本文对PVA纤维混凝土的基本力学性能及其在抗震节点开展试验研究,主要研究内容如下:
1.制作24个PVA纤维混凝土标准试块,进行基本力学性能试验。利用试验过程和结果描述纤维混凝土开裂过程,将其力学性能与普通混凝土进行对比分析。
2.针对8个不同的PVA纤维混凝土局部增强框架节点试件和1个对比试件进行了低周往复加载试验,主要参数变化为节点核心区箍筋配箍率和试验轴压比,研究PVA纤维增强混凝土替代框架节点核心区抗剪箍筋的可行性。
3.利用OpenSees有限元分析软件模拟PVA纤维混凝土局部增强框架节点的低周反复加载试验,研究此类节点的受力特点和破坏机理,计算了位移延性系数、刚度退化及粘滞阻尼系数。
4.对PVA纤维混凝土局部增强框架抗震节点试件受剪模型进行简化,建立了节点核心区拉压杆模型,对比分析了试验值和数值模拟值,分析了其抗剪承载能力及其影响因素。
5.在试验基础上利用有限元分析软件OpenSees模拟了不同柱梁弯矩系数条件下的PVA纤维混凝土局部增强框架节点的抗震性能,研究PVA纤维混凝土实现“强柱弱梁”要求的最佳柱梁弯矩比值。
PVA(聚乙烯醇)纤维作为近年来应用于结构抗震关键部位的一种外掺纤维,越来越受到广泛关注。PVA纤维增强水泥基复合材料利用断裂力学和微观力学原理在纤维体积掺量约为2%的情况下获得3%以上的拉应变能力,具有优良的韧性、较好的非线性变形和显著的裂缝控制能力,可使传统水泥基材料的脆性破坏模式转变为韧性破坏模式。
因此PVA纤维增强混凝土(PVAFiberReinforcedConcrete,简称PFRC)的研究与应用必将为混凝土结构的控裂和性能改善提供新的解决方法。本文对PVA纤维混凝土的基本力学性能及其在抗震节点开展试验研究,主要研究内容如下:
1.制作24个PVA纤维混凝土标准试块,进行基本力学性能试验。利用试验过程和结果描述纤维混凝土开裂过程,将其力学性能与普通混凝土进行对比分析。
2.针对8个不同的PVA纤维混凝土局部增强框架节点试件和1个对比试件进行了低周往复加载试验,主要参数变化为节点核心区箍筋配箍率和试验轴压比,研究PVA纤维增强混凝土替代框架节点核心区抗剪箍筋的可行性。
3.利用OpenSees有限元分析软件模拟PVA纤维混凝土局部增强框架节点的低周反复加载试验,研究此类节点的受力特点和破坏机理,计算了位移延性系数、刚度退化及粘滞阻尼系数。
4.对PVA纤维混凝土局部增强框架抗震节点试件受剪模型进行简化,建立了节点核心区拉压杆模型,对比分析了试验值和数值模拟值,分析了其抗剪承载能力及其影响因素。
5.在试验基础上利用有限元分析软件OpenSees模拟了不同柱梁弯矩系数条件下的PVA纤维混凝土局部增强框架节点的抗震性能,研究PVA纤维混凝土实现“强柱弱梁”要求的最佳柱梁弯矩比值。