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FRP加固钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌试验研究

发布时间:2018-05-20 18:11

  本文选题:连续倒塌 + FRP ; 参考:《国防科学技术大学》2014年硕士论文


【摘要】:军事指挥所、政府办公大楼、大型商场等重要建筑物极易成为战争攻击和恐怖袭击的目标,因为这些建筑物一旦被摧毁,不但会造成大量人员伤亡,而且能迅速引起广大民众恐慌,瓦解军心民心。而钢筋混凝土框架结构已经成为现代建筑最主要的结构形式,并被广泛应用于上述重要建筑物中,当其在面对设计荷载外的偶然荷载作用时,可能会发生远大于初始破坏的连续性倒塌,本文使用外贴FRP(Fiber Reinforced Polymer,纤维增强复合材料)的方式对既存建筑的框架梁进行加固,以改善结构的延性和整体性,提高结构抗连续倒塌能力。本文所做工作主要如下:1、以中国驻前南联盟大使馆钢筋混凝土框架结构为原型,用PKPM软件对其中一跨典型框架进行了结构设计,并以其底层边柱中间选取了单榀一层两跨框架子结构,设计、制作了三组中柱失效缩尺模型,并对其中两组分别进行CFRP和GFRP加固设计及施工制作;2、以荷载-位移混合加载方式分别对三组框架模型进行了拟静力加载试验,得到了各组模型在极限倒塌状态下的变形能力、承载能力、刚度、破坏形态及失效耗能等试验数据。试验结果表明,CFRP和GFRP加固模型的位移延性系数较对照组分别提高了40%和60%,整体失效耗能分别提高了20%和52%,说明FRP加固可以较大幅度提高结构的延性和耗能能力,降低结构发生连续倒塌的风险;3、运用Ls-Dyna程序对本文试验进行了显式有限元分析,结果表明采用混凝土盖帽模型和FRP正交各向异性弹性模型可以较好重现结构倒塌过程、较好拟合耗能曲线,并以此为校验模型调整FRP粘贴位置、锚固点位置、FRP长度、FRP厚度等参数对加固方案进行优化,得到FRP加固的最优方案。
[Abstract]:Military command posts, government office buildings, large shopping malls and other important buildings are extremely vulnerable to war and terrorist attacks, because once these buildings are destroyed, not only will they cause a large number of casualties, And can cause the general public panic quickly, disintegrate military sentiment and popular support. The reinforced concrete frame structure has become the most important structural form of modern buildings, and is widely used in the above important buildings, when it faces the accidental load outside the design load. A continuous collapse that is much larger than the initial failure may occur. In this paper, the frame beam of the existing building is strengthened by affixing FRP(Fiber Reinforced Polymer (fiber reinforced composite) to improve the ductility and integrity of the structure. Improve the ability of structure to resist continuous collapse. The main work of this paper is as follows: 1. Taking the reinforced concrete frame structure of the Chinese Embassy in the former Yugoslavia as the prototype, the structural design of one of the cross-typical frames has been carried out by using PKPM software. A single one-story two-span frame substructure is selected in the middle of the bottom column and three groups of failure scale models of the column are designed and made. Two groups of them were designed and constructed by CFRP and GFRP respectively. The pseudo-static loading tests of three groups of frame models were carried out by load-displacement mixed loading mode, and the deformation capacity of each group of models was obtained under the condition of ultimate collapse. Load carrying capacity, stiffness, failure form and failure energy consumption and other test data. The experimental results show that the displacement ductility coefficient of CFRP and GFRP reinforcement model is increased by 40% and 60%, respectively, and the overall failure energy consumption is increased by 20% and 52%, respectively, which indicates that the ductility and energy dissipation capacity of the structure can be greatly improved by FRP reinforcement. In order to reduce the risk of continuous collapse of structures, explicit finite element analysis is carried out by using Ls-Dyna program. The results show that concrete cap model and FRP orthotropic elastic model can well reproduce the collapse process of the structure. The energy consumption curve is fitted well, and the parameters such as adjusting the FRP paste position and the anchoring point position and the length and thickness of the FRP are optimized, and the optimal scheme of FRP reinforcement is obtained.
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU375.4;TU312.3

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本文编号:1915701

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