氯盐侵蚀环境下TRC加固RC柱抗震性能影响因素的研究

发布时间：2020-06-13 23:44

【摘要】：纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)是一种由多轴编织纤维网和细粒混凝土组成的新型复合材料,因其良好的承载、限裂、抗渗和耐腐蚀能力,TRC越来越受到国内外学者的重视。目前,对于TRC加固柱在恶劣环境下抗震性能的影响因素方面,以及TRC加固对锈蚀RC柱抗震性能的影响方面研究较少。为此,本文通过试验研究了氯盐侵蚀环境下TRC加固柱的抗震性能影响因素,并且对TRC加固锈蚀柱在侵蚀环境下的抗震性能进行了探讨,一共设计制作了14根RC柱,考虑了轴压比、剪跨比、配箍率和截面形式对TRC加固效果的影响;并采用通电的方法对钢筋进行锈蚀,研究了不同初始锈蚀程度对加固柱抗震性能的影响。最后,基于试验结果建立了氯盐侵蚀环境下TRC加固钢筋混凝土柱的恢复力模型。具体研究结果如下:在经历氯盐溶液干湿循环后,TRC加固柱的屈服荷载和峰值荷载都有略微下降,但其屈服位移却有略微增大,且延性也基本相近;当钢筋锈蚀程度较低时,TRC加固柱的抗震性能有一定程度提高,并且一定程度的氯盐侵蚀能提高TRC加固层与混凝土的整体性;随着试验轴压比增大,柱屈服荷载和极限承载力提高,但延性和变形能力变差,耗能能力降低;在往复荷载作用下,大剪跨比柱刚度退化速率慢,表现出很好的延性和抗震变形能力;随着箍筋间距减小,加固柱的延性和变形能力提高,抗震性能增强;相比于方型截面和矩形截面,TRC加固圆形截面柱的钢筋屈服较早、承载力较低,但延性和变形能力优越,而矩形截面TRC加固柱承载力下降和刚度退化都较快。对于钢筋锈蚀后采用TRC加固的RC柱,当再一次遭受氯盐侵蚀后,其抗震性能与钢筋初始锈蚀程度有关。随着钢筋初始锈蚀程度增大,柱的屈服荷载和峰值荷载都呈降低趋势,延性和耗能能力先增加后降低;采用TRC加固能改善柱破坏形态,大幅度提高屈服荷载和极限承载力,并且加固柱具有更好的延性和抗震变形能力;在钢筋锈蚀严重的情况下,TRC也能发挥约束作用,提高了此类构件在地震中的正常服役能力。基于完好钢筋混凝土柱的恢复力模型和试验数值,通过引入轴压比、剪跨比和配箍率的影响,得到的恢复力模型计算公式能较好的描述氯盐侵蚀环境下的TRC加固柱的恢复力模型,计算结果与试验结果吻合良好。 【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.3;TU352.11

【图文】：

荷载-位移曲线,荷载-位移曲线,轴向力,抗剪承载力

图 1-1 轴向力对荷载-位移曲线的影响[25]Fig.1-1 Influence of axial force on load-displacement curv是影响钢筋混凝土柱在地震中的抗剪承载力和变形为钢筋混凝土柱的破坏形态、抗剪承载力和变形能力大，承载能力逐渐减小，并且减小的幅度逐渐减缓，；当剪跨比大于 2 时，主要表现为弯曲破坏，钢筋混剪跨比小于 2 时，在轴向荷载和水平往复荷载的作用速，柱变形能力较差，容易发生脆性破坏。[27]通过试验研究了钢筋混凝土框架柱在地震作用下的、剪跨比和配箍率对柱抗剪强度的影响。研究发现，着加载次数增多，混凝土逐渐压溃、剥落，导致混凝减小；产生的交叉斜裂缝破坏了混凝土截面抗剪性能降；大变形下剪切强度下降的速度以斜拉破坏及剪拉剪压破坏较慢；在往复荷载作用下，高轴压比、小剪土柱抗剪承载力下降快，抗震性能差。孙治国等[28]制

滞回曲线,配箍率,滞回曲线

大于 1.5%）的柱在多次循环荷载下表现出很好的变形性能；圆柱与同截面积、同配筋的方柱相比，极限强度略有降低，但变形能力却有较大增长。箍筋约束能改善混凝土的性能，提高其强度和延性。针对箍筋约束柱的抗震性能，国内外都做了大量的研究工作。刘承文[31]进行了 5 根配置不同箍筋的钢筋混凝土柱在低周反复荷载下的受力性能试验研究，分析了柱端箍筋的强度、直径、间距对柱的位移角、位移延性、刚度退化和滞回耗能能力等抗震性能指标的影响。结果表明，箍筋强度和配箍率的提高能有效提高柱的抗剪承载力和变形能力，但对试件承载力的影响不大。叶献国等[32]通过对 3 组配箍率不同的钢筋混凝土柱分别在拟静力作用和弹塑性静力作用下的试验，研究了钢筋混凝土桥墩的破坏型态、滞回曲线、耗能能力和刚度退化等抗震性能。研究表明，随着配箍率的增大，试件的极限承载能力和极限位移能力提高，，耗能能力提高。李远瑛等[33]制作了 4 根钢筋混凝土方柱，对柱进行低周反复试验。试验结果表明，高强混凝土柱通过提高配箍率，可承受较大的轴压比而保持较好的延性和抗震能力；在相同轴压比下，配箍率越大，滞回环面积越饱满，承载力和极限位移有所提高，抗震性能较好，高配箍率柱和低配箍率柱的滞回曲线如图 1-2 所示。

【参考文献】