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

发布时间：2017-08-07 11:06

  本文关键词：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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【摘要】：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。
【关键词】：有限元分析 玄武岩纤维 钢筋混凝土圆柱 抗震性能
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU375.3;TU352.11
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• CONTENTS10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究的背景和意义12-14
• 1.2 国内外的研究现状14-19
• 1.2.1 FRP加固钢筋混凝土柱14-16
• 1.2.2 BFPR加固钢筋混凝土柱16-17
• 1.2.3 钢筋混凝土柱的有限元分析方法17-19
• 1.3 BFRP加固研究中存在的问题及本文的研究内容19-20
• 第二章 BFRP加固钢筋混凝土圆柱模型建立20-45
• 2.1 试验分析20-24
• 2.1.1 试验简述20-23
• 2.1.2 试验结果简述23-24
• 2.2 有限元模型建立24-44
• 2.2.1 几何模型的建立25-26
• 2.2.2 材料本构关系26-39
• 2.2.3 单元类型选取39-40
• 2.2.4 网格划分40-42
• 2.2.5 边界条件与荷载42-44
• 本章小结44-45
• 第三章 BFRP布加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能分析45-62
• 3.1 前言45
• 3.2 极限承载力45-48
• 3.3 骨架曲线48-51
• 3.4 滞回曲线51-52
• 3.5 位移延性系数52-53
• 3.6 刚度退化53-55
• 3.7 耗能能力系数55-58
• 3.8 轴压比的影响58-59
• 3.9 有限元分析应力云图59-61
• 本章小结61-62
• 总结与展望62-64
• 参考文献64-68
• 攻读学位期间发表的论文及申请的专利68-70
• 致谢70

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本文编号：634307