纤维聚合物筋—钢筋混合配筋混凝土剪力墙的抗震性能

发布时间：2017-11-03 06:28

  本文关键词：纤维聚合物筋—钢筋混合配筋混凝土剪力墙的抗震性能

  更多相关文章： 剪力墙 CFRP筋 抗震性能 耗能 变形能力 残余变形

【摘要】：传统RC剪力墙强调利用钢筋的强屈比和塑形变形能力,以期满足剪力墙在地震作用下临界截面塑性铰区的转动变形和屈服耗能,实现大耗能大延性的破坏机制。但是由于地震动的随机性,在建筑抗震设计时很难确定建筑物遭受某次地震动的峰值、频谱和持时,从而有针对性地采取特定而合理的抗震措施,而且受不同地质状况和建筑物自身周期等影响,结构的实际受力状况往往十分复杂,结构破坏机制与设计破坏模式未必一致。随着居民生活品质的提升,当建筑物的内饰、家居、非结构构件、科技设备等的费用接近、甚至超过建筑物的结构费用时,除了防止大震作用下建筑物的倒塌外,中小地震导致结构正常使用功能丧失而造成的经济损失同样值得关注。本课题突破传统设计理念,采用CFRP筋替代钢筋作纵向增强筋,充分利用CFRP筋优良的线弹性、高抗拉强度的性能,使剪力墙结构能够在大侧移或大变形后迅速复位且没有或仅存微小的残余变形,研究发现:(1)钢筋、CFRP筋配置型式不同的7个试件的破坏模式相同,均为以弯曲破坏为主的弯剪型破坏。(2)采用CFRP筋作纵向增强筋的6个试件的极限承载力与RC剪力墙RCSW-1相比没有明显降低,甚至略有提高,多次往复循环作用下试件的承载力强度衰减幅度小。(3)7个试件的刚度退化规律一致,弹性阶段侧向刚度退化较快,之后随侧向位移的增加而缓慢减小,并趋于稳定于15~20 kN·mm。(4)墙肢最外侧配置钢筋的RCSW-1、CFRPSW2-1和CFRPSW2-2的变形能力最大,它们的极限层间位移角分别达到1/65,1/59和1/68,这表明合理配置CFRP筋、钢筋的剪力墙都具有良好的变形能力和抗震变形储备。(5)普通RC剪力墙RCSW-1能够利用钢筋的非弹性变形吸收大量能量,累计绝对耗能量远大于其他6个剪力墙试件,CFRP筋的滞回耗能能力小于钢筋。(6)试件进入弹塑性变形阶段后,CFRPSW-4、CFRPSW-5、CFRPSW2-1在同位移幅值阶段的侧向残余变形仅为RCSW-1的30%左右,显示出CFRP筋的加入能够使剪力墙很好地控制其残余变形,使其具有变形自复位功能。
【关键词】：剪力墙 CFRP筋 抗震性能 耗能 变形能力 残余变形
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11;TU375
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 抗震规范的沿袭和发展10-11
• 1.3 剪力墙的研究背景11-15
• 1.3.1 传统剪力墙的研究进展11-14
• 1.3.2 传统剪力墙研究存在的主要问题14-15
• 1.4 碳纤维增强聚合物筋（Carbon Fiber Reinforced Composite Bar）15-16
• 1.5 研究内容的提出16-17
• 1.6 本文的主要工作17-18
• 2 试验概况18-27
• 2.1 试件设计18-20
• 2.2 试件制作20-21
• 2.3 材性试验21-22
• 2.4 试验装置及加载制度22-24
• 2.4.1 试验装置22-23
• 2.4.2 加载制度23-24
• 2.5 量测内容及测点布置24-27
• 3 试验现象27-36
• 3.1 试件CFRPSW2-1 的试验现象及破坏形态27-32
• 3.2 试件CFRPSW2-2 的试验现象及破坏形态32-36
• 4 试验结果分析36-69
• 4.1 滞回曲线36-40
• 4.2 骨架曲线40-45
• 4.3 承载力能力45-49
• 4.4 刚度退化49-51
• 4.5 强度衰减51-52
• 4.6 延性性能52-58
• 4.6.1 延性研究的意义53
• 4.6.2 位移延性系数53-55
• 4.6.3 层间位移角及变形性能55
• 4.6.4 侧向变形55-58
• 4.7 耗能能力58-63
• 4.7.1 绝对累计耗能58-60
• 4.7.2 能量耗散系数60-63
• 4.7.3 能量耗散系数作为耗能能力的评价指标的不足之处63
• 4.8 残余变形及基于性能的抗震设计思想63-69
• 4.8.1 残余变形63-67
• 4.8.2 损伤系数67-68
• 4.8.3 CFRP筋对剪力墙性能的影响68-69
• 5 结论与展望69-72
• 5.1 本文结论69-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

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本文编号：1135054