玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能有限元分析

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随着经济社会的高速发展,我们国家的城镇化进程加速也越来越快,此时由于地震所造成的财产损失和人员伤亡的代价也越来越大。近些年,世界范围内的几次特大地震,使得人们不得不将更多的目光投入到建筑结构的抗震性能上来。目前已建的钢筋混凝土结构由于早期的设计规范不合理、长期使用过程中的损伤、老化等原因造成抗震性能不良、承载力不足等诸多影响其安全和使用功能的因素,因此急需对抗震性能进行评估并选择合理有效的加固方法。玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,以下简称BFRP)作为一种相对来说新型的建筑加固材料,不仅具有良好的力学性能、高稳定性和高性价比等优点,而且我国具有丰富的原材料,能够自主掌握知识产权,正在逐步的产量化,因此它更适用于结构的抗震加固。本文针对BFRP加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能的有限元分析开展了如下几个方面的工作:(1)本文基于大型通用有限元软件ABAQUS,选择合适的混凝土、钢筋和BFRP的本构方程,建立起了底端固定,顶端施加竖直持续荷载,受低周往复水平荷载的作用的有限元模型。(2)将建立起来的有限元模型与试验进行对比分析,证明了所建模型的可靠性。(3)分析研究玄武岩纤维布因包裹层数、包裹范围等不同因素对加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能的影响。结果表明,建立起来的模型可以较好的模拟玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能,与试验结果比较吻合。同时玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱可以有效的提高其极限承载力、延性性能和耗能能力,从而达到结构的加强效果。最后通过分析得到玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱的最佳方式为3层玄武岩纤维布对钢筋混凝土圆柱进行半包加固。最后,对全文进行了总结,为发展玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能研究提供了相关有限元分析经验以及初步的参考意见。
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