【摘 要】
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钢筋腐蚀一直都是直接影响混凝土结构耐久性能的最主要的原因,特别的是在沿海长期腐蚀作用环境条件下,钢筋腐蚀削弱了混凝土结构本身的承载能力,减少了混凝土结构本身的使用寿命。在混凝土结构设计中通过使用FRP(Fiber Reinforced Polymer)筋来取代全部或部分的替换钢筋,能够更有效地来缓解混凝土钢筋的腐蚀问题。所以,对FRP筋混凝土结构性能问题的分析研究也有着相当很大的使用价值。目前,国
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钢筋腐蚀一直都是直接影响混凝土结构耐久性能的最主要的原因,特别的是在沿海长期腐蚀作用环境条件下,钢筋腐蚀削弱了混凝土结构本身的承载能力,减少了混凝土结构本身的使用寿命。在混凝土结构设计中通过使用FRP(Fiber Reinforced Polymer)筋来取代全部或部分的替换钢筋,能够更有效地来缓解混凝土钢筋的腐蚀问题。所以,对FRP筋混凝土结构性能问题的分析研究也有着相当很大的使用价值。目前,国内学者对FRP筋混凝土结构的研究工作大多是集中研究在承重结构构件(如梁、柱),而对FRP筋混凝土框架节点的抗震结构特性方面的相关研究工作相对较少。由于框架结构梁柱节点的可靠性对结构的整体性能和安全性有着十分关键的影响。所以,很有必要对其性能进行全面的研究。本文的研究建立在六个二分之一缩尺框架梁柱节点试件的滞回性能试验研究的基础上,其中包括三个T字型边节点以及另外三个十字形中柱节点,配筋类型分别是普通钢筋、全BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋以及全GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋,采用非线性程序建立了FRP筋混凝土梁柱节点的数值模型,讨论了轴压比、配箍率和混凝土强度等因素对梁柱节点抗震性能的影响,藉此构建了FRP筋混凝土梁柱节点的恢复力模型。主要结论如下:(1)通过非线性程序算法构建FRP筋混凝土梁柱节点数值模型,将数值模拟中得出的滞回曲线和骨架曲线分别与试验数据加以比较,试验值和数值计算值之间的误差值在可接受范围内,从而证明了所构建的数值模型的数值模拟结果适合于FRP筋混凝土梁柱节点的抗震性能研究。(2)利用数值模型对FRP筋混凝土梁柱节点的抗震影响因素进行了分析,结果表明:(1)GFRP筋混凝土梁柱节点在往复位移荷载作用下,破坏主要集中在梁端塑性铰区,符合“强柱弱梁”的设计理念。(2)在轴压比一定的情况下,随着配箍率的增加,GFRP筋混凝土梁柱节点承载能力增大,且滞回耗能能力也随之增加。(3)在界限轴压比范围内,轴压比的增大可使GFRP筋混凝土梁柱耗能能力增强,但随着轴压比的增大,梁柱节点模型的变形越小,修复能力在轴压比低的情况下更好,较大的轴压比不利于节点的抗震,抗震设计时需限制轴压比。(3)本文根据相关试验研究成果,对数值模型的结果进行了预处理分析与线性回归模型分析,构建出了三线型恢复力模型,从而推导得出了相应阶段刚度的计算公式,得出了各阶段的加载与卸载过程的刚度退化规律。恢复力模型所得骨架曲线可和有限元分析结果曲线进行横向比较,两者的符合度均较高,说明利用所得的恢复力模型曲线可用于进行该类工程结构弹塑性的分析计算和结构抗震设计。
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