HPFL加固不同轴压比RC剪力墙抗震性能研究

发布时间：2017-06-05 16:02

  本文关键词：HPFL加固不同轴压比RC剪力墙抗震性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：剪力墙作为高层建筑中的主要抗水平侧力构件,又称为抗震墙,顾名思义其抗震性能对结构地震时的安全尤为重要。影响剪力墙抗震性能的因素有很多,比如构件的截面形式、剪跨比、轴压比及边缘配筋率及其范围等,而其中轴压比是影响剪力墙抗震性能的重要因素。大量的试验研究及理论分析表明,当剪力墙设计轴压比超过0.6(试验轴压比达到0.4左右)时,位移延性比将会小于3,即剪力墙的抗震性能较差。实际工程中,随着建筑高度的增加,剪力墙设计轴压比超过0.6的也比比皆是。此外,既有房屋中剪力墙由于混凝土强度达不到设计要求或者房屋使用功能的改变导致荷载增加以至于剪力墙的轴压比增大,这些原因都会使剪力墙的抗震性能不满足要求,因此,利用HPFL约束剪力墙暗柱区混凝土,使加固后RC剪力墙强度、塑性变形能力、延性及耗能性得到提高,同时可以限制RC剪力墙裂缝的产生和发展,抑制混凝土的脱落,使钢筋塑性变形能力能够充分发挥,对HPFL加固不同轴压比下RC剪力墙的抗震性能进行研究具有非常重要的现实意义和实用价值,同时也能为我们工程实践提供试验和理论参考,为剪力墙的加固提供多样选择。本文利用HPFL对轴压比为0.2和0.4的两片剪力墙进行边缘暗柱加固,采用拟静力低周反复加载试验、有限元数值模拟、理论计算分析相结合的方法并与已有的轴压比为0.25的试验数据对比,对HPFL加固不同轴压比下RC剪力墙的抗震性能做了初步的研究,主要研究成果有以下几点:(1)通过对模型试验结果进行分析得出:加固后的构件的开裂荷载及水平极限承载力都有大幅提高,JG1和JG3的开裂荷载分别提高了175%和119%,JG1、JG2和JG3的水平极限承载力分别提高129%、89.8%及108.2%。就延性而言,在本文研究的轴压比范围内,加固后构件的延性及耗能性能随着轴压比的增大而增大,轴压比为0.4的JG3的延性更是达到了5.45,抗震性能得到较大程度改善。(2)通过有限元软件对轴压比分别为0.2、0.25和0.4的三片加固及未加固模型进行数值模拟分析得出:HPFL加固层能明显的限制剪力墙裂缝发展,轴压比越大,HPFL加固后的剪力墙裂缝发展越缓慢,其开裂荷载也越大。未加固的构件其水平极限承载力及延性随着轴压比在一定范围内增大而增大,在轴压比为0.4时,未加固构件水平极限承载能力及延性出现下降趋势,但经HPFL加固后的构件其水平极限承载力及延性在轴压比为0.4时仍然增大。(3)在试验的基础上,对HPFL边缘暗柱加固剪力墙的抗震承载力的理论计算方法进行了初步探索,将理论计算结果与试验结果进行对比,得出计算结果与试验结果吻合较好并整理出剪力墙HPFL边缘暗柱形式加固的施工工艺。
【关键词】：HPFL加固 轴压比 RC剪力墙 抗震性能 有限元分析
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 传统的RC剪力墙结构加固方法11-12
• 1.3 国内外RC剪力墙加固研究现状12-14
• 1.3.1 国外剪力墙加固研究动态12-13
• 1.3.2 国内剪力墙加固研究动态13-14
• 1.4 HPFL加固法发展历程及研究现状14-17
• 1.4.1 普通钢丝网水泥对RC结构进行加固的研究14-16
• 1.4.2 HPFL加固法的研究16-17
• 1.5 HPFL加固不同轴压比下RC剪力墙抗震性能研究的意义17-18
• 1.6 本文主要研究内容18-19
• 第二章 HPFL加固不同轴压比剪力墙抗震性能试验研究19-42
• 2.1 引言19
• 2.2 试验模型设计19-27
• 2.2.1 材料选取及试件制作19-20
• 2.2.2 剪力墙原试件设计及加固方案确定20-23
• 2.2.3 加固施工方法及工艺23-25
• 2.2.4 材料性能测试25-27
• 2.3 试验装置、加载方案和测点布置27-31
• 2.3.1 试验装置27-29
• 2.3.2 加载方案29
• 2.3.3 数据采集29-31
• 2.4 试验结果与分析31-41
• 2.4.1 试验现象描述及破坏形态31-34
• 2.4.2 滞回曲线34-35
• 2.4.3 骨架曲线35-37
• 2.4.4 刚度退化曲线37-38
• 2.4.5 耗能性能分析38-39
• 2.4.6 延性及承载能力分析39-40
• 2.4.7 钢筋荷载—应变曲线分析40-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第三章 HPFL加固不同轴压比剪力墙的抗震性能数值模拟分析42-62
• 3.1 引言42
• 3.2 有限元法与ANSYS软件简介42-43
• 3.2.1 有限元法概述42-43
• 3.2.2 ANSYS软件简介43
• 3.3 有限元模型的建立43-48
• 3.3.1 材料及构件参数43-44
• 3.3.2 单元的选取44
• 3.3.3 材料的本构关系44-45
• 3.3.4 破坏准则45-47
• 3.3.5 屈服准则47
• 3.3.6 收敛准则47
• 3.3.7 模型的建立及网格划分47-48
• 3.4 加载与求解48-49
• 3.5 有限元模拟结果分析49-59
• 3.5.1 裂缝发展及分布49-52
• 3.5.2 应力云图分析52-53
• 3.5.3 滞回曲线分析53-54
• 3.5.4 骨架曲线分析54-55
• 3.5.5 主要部位点钢筋应变滞回性能分析55-57
• 3.5.6 承载力及延性分析57-58
• 3.5.7 耗能性能分析58
• 3.5.8 刚度退化分析58-59
• 3.6 有限元模拟结果与试验结果对比59-61
• 3.6.1 破坏形态对比59
• 3.6.2 滞回曲线对比59-60
• 3.6.3 骨架曲线对比60-61
• 3.7 本章小结61-62
• 第四章 正截面承载力理论计算62-66
• 4.1 计算假定及计算模型62-63
• 4.1.1 计算假定62-63
• 4.1.2 计算模型63
• 4.2 计算公式63-64
• 4.3 理论值与试验值比较64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 结束语66-67
• 5.1 结论66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间的主要成果71-72
• 致谢72

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本文编号：424069