FRP加固震损RC框架抗震性能试验与损伤评价研究

发布时间：2019-11-23 03:38

【摘要】：钢筋混凝土（Reinforced Concrete，RC）框架结构在地震区得到了广泛应用，但国内外的地震中均有RC框架结构震损的报道，，除少数严重破坏的RC框架推倒重建外，大量轻微和中等震损RC框架结构需进行抗震加固。近年来，国内外学者对纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，FRP）加固无损伤钢筋混凝土结构进行了广泛的研究，但目前对FRP加固震损RC构件和结构的研究较少。针对上述问题，本文研究FRP加固损伤混凝土材料力学性能、震损RC柱以及震损RC框架的抗震性能；并研究FRP加固损伤混凝土材料与构件的再加载损伤全过程的声发射（Acoustic Emission, AE）监测与评价方法。本文主要研究内容如下：（1）通过试验，研究FRP加固不同损伤程度混凝土材料的力学性能，揭示损伤程度对FRP加固损伤混凝土材料应力—应变本构关系的影响规律与机理，分析FRP加固损伤混凝土材料的破坏模式；研究混凝土损伤与破坏过程的AE信号特点，揭示FRP加固损伤混凝土材料开裂过程的特征。（2）模拟震损结构实际加固过程，通过低周往复拟静力试验研究FRP加固震损RC柱的抗震性能，分析震损程度、残余位移和轴力对FRP加固震损RC柱承载能力、延性和耗能能力的影响规律；研究FRP加固RC柱塑性铰区损伤发展过程的AE信号特点，提出基于AE信号的塑性铰区混凝土的破坏模式诊断方法。（3）基于RC框架梁、柱和节点承载能力之间的关系，研究水平地震作用下RC框架结构失效模式判别方法和震损RC框架结构FRP抗震加固设计方法；对一栋2层节点震损严重的RC框架进行FRP加固和振动台试验，研究震损RC框架加固前后的抗震性能和动力特性，提出RC框架震损程度快速评估方法。（4）基于损伤混凝土及FRP加固损伤混凝土的本构模型，利用OpenSees （Open System for Earthquake Engineering Simulation）实现FRP加固震损RC柱非线性滞回行为的数值模拟；通过理论推导与pushover分析，研究震损程度和残余位移对FRP加固震损RC柱以及多层RC框架抗震能力曲线的影响；基于能力谱方法提出震损RC框架剩余抗震能力和FRP加固震损RC框架抗震能力的分析方法。
【图文】：

示意图,试验数据采集系统

- 18 -c) 数据采集系统示意图c) Sketch map of the data acquisition system图 2-3 试验数据采集系统Fig. 2-3 Experimental data acquisition systemFRP 约束损伤混凝土材料力学行为混凝土材料预加载力学行为未约束试件和预加载试件试验结果见图 2-4 和表 2-4（表中数据为同的平均值）。FRP 约束完好试件和损伤试件试验结果见图 2-6 和表 2-于 FRP 约束损伤试件的结果，未计入残余应变。由于在加载后期 F致应变片破坏，以及在加载后期混凝土横向膨胀导致应变片测得的试变显著小于 LVDT 测得的应变，因此图 2-6 和表 2-5 中的轴向应变和均由 LVDT 读数计算得到。

示意图,声发射监测,示意图,峰值频率

阈值之间包围的面积，AE 峰值频率定义为 AE 波形功率谱峰值点对应的频率。图2-8 开裂的声发射监测示意图Fig. 2-8 Sketch map of AE monitoring ofcracking图2-9AE信号特征参数Fig. 2-9 Characteristic parameters of AE signals
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU375.4;TU352.1

【参考文献】