FRP嵌入式加固钢筋混凝土柱的抗震性能研究
本文选题:嵌入式 + 承载力 ; 参考:《吉林建筑大学》2017年硕士论文
【摘要】:FRP加固混凝土结构技术是近年来比较流行的一种加固技术,近些年此技术广泛的运用于建筑物加固和旧房改造的各个方面,该技术是利用碳纤维或者其他纤维材料,使得二者共同工作以达到对于结构构件的增强和改进的效果。在此之前,国内比较常见的FRP加固方式是外贴板材加固,对于柱的加固也是经常使用外贴法。与传统的加固法相比,嵌入式加固法除具有粘贴FRP材料加固法有的优点外,还具有如下优点:a)FRP材料与原结构粘结较好;b)可以削弱火灾对FRP材料的破坏;c)可以有效的进行负弯矩加固;d)可以充分利用FRP材料得到强度,能有效提高结构构件的极限承载力。嵌入式加固常见使用于梁板结构的加固,NSM应用于RC柱的情况如今在国内并没有得到广泛的认可。国内较为常用的加固柱的方法一般是外包角钢或者外部约束纤维材料等。在国外,嵌入式加固柱已经成为一种比较常见的加固方式。本文基于Barros的研究基础,将嵌入式加固技术引入有截面损伤的RC柱的加固中。文章里主要通过有限元软件模拟,研究了嵌入式CFRP材料运用到柱的加固时,加固柱的承载力和延性等可靠性指标的提高效果。文章除去绪论和结论及展望两个章节,一共分为三个章节。第二章主要阐述了嵌入式加固RC柱的抗弯试验过程,包括试验组的设置、材料选取、加载装置和试验数据,并简单介绍了该试验得到结论,一方面印证了嵌入式加固方法用于RC柱的加固对于其承载力和延性的提高是可行的,另一方面为后面的进一步探究提出了前提。第三章主要阐述了采用ABAQUS有限元软件模拟实验组的模拟结果,其中一部分是根据实验过程模拟的RC柱的抗弯受力过程,考虑CFRP板条的良好的抗拉强度,板条沿着柱水平方向通长布置,模拟荷载施加水平力和轴压力的作用,根据试验,主要控制变量是嵌入式板条的间距、轴压比以及不同的加固方式(包括嵌入式加固、外包式加固以及复合加固方法);由试验数据与模拟数据的比较得出结论是嵌入式加固方式用于RC柱是可行的,研究了轴压比、加固板条间距等因素对于嵌入式加固的承载力和延性的提高水平以及复合式加固方法对于RC柱的极限抗剪承载力以及抗震的提高作用更为明显,为后面嵌入式加固后,拟合柱的承载力的提高率的公式提出奠定了基础。第四章将前两章的试验数据和模拟数据进行了详细的拟合和比较,根据曲线的拟合得到了嵌入式加固的承载力提高公式。本文以ABAQUS软件为平台对CFRP嵌入式加固柱受力性能进行模拟研究,针对各个柱受力全过程做了比较与分析,说明在采取合理的单元类型、本构关系等情况下可以有效模拟CFRP嵌入式加固混凝土结构的受力及变形情况,通过模拟给出了柱的滞回曲线,同时对有限元计算的塑形系数、承载力进行了分析,模拟结果与试验数据相吻合。
[Abstract]:FRP reinforcement of concrete structures is a popular reinforcement technology in recent years. In recent years, this technology is widely used in various aspects of building reinforcement and old house reconstruction, the technology is to use carbon fiber or other fiber materials. Make the two work together to achieve the effect of strengthening and improving the structural components. Before this, the common FRP reinforcement method in China is the external sticking plate reinforcement, and the external sticking method is often used for the column reinforcement. Compared with the traditional reinforcement method, the embedded reinforcement method has the advantages of the FRP material strengthening method. It also has the following advantages: (1) FRP materials bond well with the original structure (b) can weaken the damage of FRP materials caused by fire) can effectively strengthen the FRP materials by negative bending moment) and can make full use of FRP materials to obtain strength, and can effectively improve the ultimate bearing capacity of structural members. The application of NSM in RC columns is not widely accepted in China. The commonly used reinforcement methods in China are external angle steel or externally confined fiber materials. In foreign countries, embedded reinforcement column has become a relatively common reinforcement method. Based on the research of Barros, the embedded reinforcement technique is introduced to RC columns with section damage. In this paper, the improvement effect of reliability indexes such as bearing capacity and ductility of columns strengthened with embedded CFRP material is studied by means of finite element software simulation. Apart from the introduction and conclusion and outlook, the article is divided into three chapters. The second chapter mainly describes the bending test process of RC columns strengthened by embedded system, including the setting of test group, material selection, loading device and test data, and briefly introduces the conclusion of the test. On the one hand, it is proved that it is feasible to improve the bearing capacity and ductility of RC columns strengthened by embedded reinforcement method, and on the other hand, the premise is put forward for further exploration. In the third chapter, the simulation results of the experimental group with ABAQUS finite element software are mainly described. Part of the simulation results are based on the bending stress process of RC column simulated by the experimental process, and the good tensile strength of the CFRP slab is considered. According to the experiment, the main control variables are the spacing of embedded slabs, axial compression ratio and different reinforcement methods (including embedded reinforcement). By comparing the experimental data with the simulated data, it is concluded that the embedded reinforcement method is feasible for RC columns, and the axial compression ratio is studied. The improvement of the bearing capacity and ductility of embedded columns due to the space between plates and strips, and the effect of composite reinforcement methods on the ultimate shear capacity and seismic resistance of RC columns are more obvious. The formula of increasing the bearing capacity of fitting column is put forward. In the fourth chapter, the experimental data of the first two chapters and the simulated data are fitted and compared in detail. According to the curve fitting, the formula for improving the bearing capacity of embedded reinforcement is obtained. In this paper, ABAQUS software is used as the platform to simulate and study the mechanical behavior of CFRP embedded strengthened columns, and the comparison and analysis of the whole process of each column are made, which shows that reasonable element types are being adopted. Under the condition of constitutive relation and so on, the stress and deformation of CFRP reinforced concrete structure can be effectively simulated. The hysteretic curve of column is given by simulation, and the plastic coefficient and bearing capacity calculated by finite element method are analyzed. The simulation results are in agreement with the experimental data.
【学位授予单位】:吉林建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU375.3
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李金素,葛志昂,袁旭梅;住宅楼局部加固补强方法[J];住宅科技;2000年07期
2 吴成祥,罗滨,马立彦;浅谈钢筋混凝土结构的加固补强[J];黑龙江水利科技;2001年04期
3 李法伟,车迎娟,王秋香;建筑结构加固补强在扩建工程中的应用[J];林业科技情报;2001年02期
4 王芮;钢筋混凝土平台加固补强的设计与施工[J];江苏冶金;2002年06期
5 原会民,张旭东;某教学楼的加固改造[J];山西建筑;2003年12期
6 陈建,吴如军;建(构)筑物的损坏与加固[J];广东建材;2004年06期
7 丁杰;现浇钢筋混凝土受弯构件加固补强简易方法[J];包钢科技;2005年04期
8 王树清,曾增;高强混凝土加固补强技术应用[J];工程质量;2005年10期
9 夏树威;段敬民;乔庆军;;矿区建筑物碳化腐蚀的机理分析与加固补强[J];山西建筑;2006年22期
10 吴吉亭;梁雪峰;;过火混凝土框架结构加固补强设计[J];低温建筑技术;2007年05期
相关会议论文 前10条
1 陈瑜;张景明;王琦;;混凝土结构建筑主体改造的鉴定评估和综合加固补强[A];第八届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C];2004年
2 陈瑜;张景明;王琦;;混凝土结构建筑主体改造的鉴定评估和综合加固补强[A];第三届全国FRP学术交流会议论文集[C];2004年
3 柳建军;张凯;;框架结构中肋梁楼盖加固方法研究[A];土木工程建造管理(4)[C];2009年
4 郑礼伟;王淑训;;天津港东环立交桥加固维修工程设计简介[A];全国既有桥梁加固、改造与评价学术会议论文集[C];2008年
5 马凤山;赵海军;陈德信;王虎;陈良珍;张亚民;郭捷;巩城城;;金川二矿区14行风井再加固方案的可行性研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
6 王佩;胡仁君;;建筑结构加固技术浅析[A];河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C];2010年
7 陈宙;刘成斌;;受条件制约状况下的改造加固工程实践[A];首届全国既有结构加固改造设计与施工技术交流会论文集[C];2007年
8 彭春雷;;汶川地震主要工程建筑灾害分析及加固处理技术[A];汶川大地震工程震害调查分析与研究[C];2009年
9 徐佩;;某自建办公楼加固及修复方案[A];第二届全国工程结构抗震加固改造技术交流会论文集[C];2010年
10 王世槐;;采用锚喷技术加固补强游渡河大桥[A];中国土木工程学会市政工程专业委员会第一次城市桥梁学术会议论文集[C];1987年
相关重要报纸文章 前4条
1 田霞;孟子故里摩崖石刻保护及研究[N];中国文物报;2010年
2 实习生 韩雨佳;荷花池大桥维修加固工程全面完成[N];攀枝花日报;2013年
3 顾明;混凝土水下修补加固技术获重大突破[N];中国水利报;2000年
4 曹锐;用NEFMAC加固房屋[N];建筑时报;2003年
相关博士学位论文 前10条
1 盛国华;基于性能的FRP加固钢筋混凝土框架抗震设计研究[D];东北大学;2013年
2 简政;钢筋混凝土构件新型加固技术的试验研究与数值仿真分析[D];西安理工大学;2005年
3 张锡治;贝壳砂质土工程特性及加固方法研究[D];天津大学;2007年
4 管仲国;外贴FRP加固混凝土桥梁的加固效率与可加固性[D];同济大学;2006年
5 由世岐;FRP加固砌体结构受力性能及计算方法研究[D];东北大学;2008年
6 孙晓燕;服役期及加固后的钢筋混凝土桥梁可靠性研究[D];大连理工大学;2004年
7 彭亚萍;FRP加固混凝土框架结构梁、柱和节点的性能研究[D];天津大学;2005年
8 邹友林;芳纶纤维薄板加固受损RC柱抗震性能研究[D];华南理工大学;2014年
9 任伟;钢筋混凝土T梁桥的片材加固机理、设计方法及其应用[D];长安大学;2006年
10 朱登元;柱式桥台前坡改造土中骨架结构加固机理及稳定性研究[D];山东大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 成浩;火力发电厂煤仓间结构二次加固研究[D];西安建筑科技大学;2015年
2 韩冬;U形FRP箍设置位置对受剪加固效果的影响研究[D];长安大学;2015年
3 蔡明君;双曲拱桥检测与加固改造研究[D];长安大学;2015年
4 杨欣;框架结构中梁柱节点加固方法研究与有限元分析[D];西南交通大学;2015年
5 刘哲;预应力钢丝绳加固RC框架节点抗剪性能试验研究[D];华侨大学;2015年
6 程艳;FRP设计参数对砌体拱加固作用的有限元研究[D];广东工业大学;2015年
7 郭松;铁路预应力混凝土简支梁桥加固方案研究[D];西南交通大学;2014年
8 毛杰;加固时/后服役RC桥梁的可靠性评估[D];长沙理工大学;2014年
9 田碧鹏;增大截面加固受损混凝土梁疲劳性能试验研究[D];重庆交通大学;2015年
10 吕振威;早期钢筋混凝土T梁桥的加固方法的对比研究[D];重庆交通大学;2015年
,本文编号:1973141
本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/1973141.html