论文部分内容阅读
近些年来,有很多学者开展研究纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)抗震增强和修复加固钢筋混凝土柱抗震性能。但是,对于FRP增强和修复加固大尺寸方形截面柱子抗震性能研究比较少。本文对大尺寸方形截面钢筋混凝土柱子进行增强和修复加固抗震性能试验研究,数值模拟和理论分析。(1)对四根两种方形截面大尺寸钢筋混凝土柱进行FRP增强加固和纤维增强水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,简称ECC)结合FRP修复加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究。其中,两根柱子为未加固试件,通过拟静力试验后达到预期的损伤、采用ECC修复、纵向横向包裹FRP加固。另外两根柱子为增强加固试件,对两根柱子进行横向包裹相同FRP加固量。第一种截面尺寸为495mm×495mm,而第二种截面尺寸为700mm×700mm。通过试验得到了试件的破坏模式、荷载-变形曲线、FRP的应变等抗震特性。试验结果表明,增强加固试件的承载力、延性以及耗能均会有不同程度的提高,但是随着截面尺寸的增大而降低。对于修复加固试件,其延性都恢复原来水平甚至提高,而承载力随着截面的增大和损伤程度的提高而降低。(2)基于Opensees有限元软件对未加固,增强加固和修复加固试件的滞回曲线进行模拟并进行轴压比,ECC强度,ECC加固量和损伤程度等参数分析。结果表明,有限元结果与试验吻合良好。(3)通过比较三个FRP增强加固的极限位移角计算公式,对本文大截面尺寸柱子的极限位移进行预测,发现Yuan的计算结果比Libenben和Ozcan的计算结果好。之后,基于文献对FRP修复加固的极限位移角进行研究,Ozcan基于6根修复加固柱子提出极限位移角计算公式,本文基于从文献提取的数据对Ozcan提出的极限位移角计算公式进行验证。结果表明,预测计算公式高估了试验结果,通过研究分析对Ozcan计算公式进行修正,修正计算公式预测的结果比Ozcan计算公式预测的结果好,使用本文的试验数据对修正计算公式进行验证,预测结果与试验结果吻合良好。然后,提出基于设计的极限位移角计算公式。最后,推导增强加固和修复加固试件的正截面承载力计算。