论文部分内容阅读
历次震害调查分析发现,许多现浇钢筋混凝土(RC)框架结构破坏时呈现与我国抗震设计准则恰好相反的“强梁弱柱”的破坏形态;我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)将各级框架结构的柱端弯矩增大系数调高,这一重大调整使得许多既有建筑难以满足抗震规范的要求而可能成为安全隐患。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)自重轻、抗拉强度高、弹性模量小、耐腐蚀性好、施工简便,这一系列的优良性能使其在RC框架结构的补强加固领域得到广泛应用。采用FRP对这些既有框架结构进行适当的加固可提高其抗震性能从而解决上述问题,开展FRP加固混凝土柱的框架结构抗震性能分析具有较大的理论意义和工程应用价值。在FRP的抗震加固研究中,对于仅加固框架柱分析框架结构整体抗震性能的研究并不多。本文以构件层面的FRP约束混凝土柱的性能研究为基础,进行结构层面上FRP抗震加固钢筋混凝土框架结构整体抗震性能的探究与分析。在构件层面上,基于FRP加固钢筋混凝土柱的拟静力试验,利用有限元软件ABAQUS建立计算模型并与试验结果对比,以验证FRP约束混凝土恢复力模型的准确性;在结构层面上,首先利用结构设计软件PKPM设计一栋三层钢筋混凝土框架结构并作反应谱分析,然后利用ABAQUS建立FRP加固柱的RC框架结构有限元模型,输入选取的三条地震波进行时程分析,比较并分析FRP加固前后结构抗震性能的变化。研究结果表明:采用FRP材料对钢筋混凝土柱进行加固,可明显提高框架结构的延性和耗能能力,对整体结构的承载力提高不明显;结构的塑性发展程度不大时,FRP材料对混凝土提供的侧向约束作用较弱,加固结构的顶层最大位移略低于未加固结构;当结构的塑性发展程度较大时,FRP的作用得到充分发挥,结构在极限状态时的位移明显高于未加固结构,抗震性能得到明显提高。由此,仅对柱子加固可明显提高结构的延性和耗能能力,加固方法适当,可使结构抵抗更高水准的地震作用,以提高结构延性为目的的FRP加固方法可广泛应用于工程实践。