GFRP管混凝土柱—钢筋混凝土梁节点抗震性能研究

论文摘要

FRP管混凝土组合结构能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展,能够非常有效的抵御恶劣环境对混凝土侵蚀,符合现代施工技术的工业化要求,因而自问世以来就受到了国内外学者的的广泛关注,现已成为新型组合结构研究的热点,取得了较多的科研成果,也有一些成功的应用范例。而针对内置钢筋的FRP套管（套管指FRP管不直接承受轴压力,仅起约束作用）混凝土结构的研究较少。为了将这种结构应用到有抗震要求的桥梁和建筑中,FRP管混凝土柱节点的抗震性能还亟待研究。本文将GFRP管混凝土柱用作桥梁的桥墩,模拟桥梁结构中的桥墩-盖梁节点设计了GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁T型节点,研究了其在低周反复荷载作用下的抗震性能,完成了以下几个方面的研究工作：1、通过GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁T型节点低周反复试验,研究其在横向和纵向两个方向低周反复荷载作用下的工作机理、破坏形态、GFRP管对混凝土的约束效果,以及节点滞回曲线、耗能能力、延性特征和水平极限承载力等。2、通过与无套管混凝土柱与梁节点的对比可见,横向和纵向两种加载方式下GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点延性均较好,GFRP管约束作用明显,对结构抗震性能提高较大。3、通过改变试件参数,如混凝土强度及柱的轴压比,分析各因素对节点破坏机理、延性水平、水平极限承载力等方面的影响。普通混凝土试件的延性好于高强混凝土试件,但水平荷载承载力却相对低于高强混凝土试件。在一定的轴压比范围内,随着轴压比的提高试件延性有所降低,但降低程度小于无套管约束试件。4、分别研究了横向和纵向两种加载方式下试件的GFRP套管柱节点区GFRP的环向应变和轴向应变以及纵筋应变,对节点核心区的受力性能、破坏机理进行了分析。5、比较了横向和纵向两种加载方式下试件的延性性能、变形性能及水平承载力。相同轴压比试件的横向抗震性能好于纵向抗震性能。随着轴压比的增加试件延性有小幅降低,横向加载试件延性的降低程度小于纵向加载试件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外对FRP管混凝土组合结构的研究现状
• 1.2.1 FRP管混凝土组合结构轴压力学性能研究
• 1.2.2 FRP管混凝土组合结构偏压力学性能研究
• 1.2.3 FRP管混凝土组合结构压弯力学性能研究
• 1.2.4 FRP管混凝土组合结构纯弯力学性能研究
• 1.2.5 FRP管混凝土长期荷载下力学性能研究
• 1.2.6 FRP管混凝土组合结构抗震性能研究
• 1.2.7 FRP管混凝土结构的节点设计
• 1.2.8 FRP套管钢筋混凝土结构的研究
• 1.3 钢筋混凝土节点的相关研究成果
• 1.3.1 节点的传力机理和失效模式
• 1.3.2 影响框架节点抗震性能的因素
• 1.4 节点震害现象
• 1.5 本文研究的内容
• 2 试验设计及加载方案
• 2.1 试验目的
• 2.2 原材料及材料参数
• 2.2.1 混凝土
• 2.2.2 钢筋
• 2.2.3 GFRP管
• 2.2.4 材料参数
• 2.3 试件设计
• 2.3.1 试件尺寸
• 2.3.2 试件配筋
• 2.4 试件制作
• 2.4.1 GFRP管的制作
• 2.4.2 钢筋笼及模板的制作
• 2.4.3 混凝土的浇注及养护
• 2.5 试验方案
• 2.5.1 试验装置
• 2.5.2 加载制度
• 2.6 量测内容与方法
• 2.6.1 量测内容
• 2.6.2 量测方法
• 2.7 本章小结
• 3 GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点横向抗震性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 试件参数
• 3.3 试验过程及破坏特征
• 3.4 试验结果分析
• 3.4.1 滞回特性
• 3.4.2 耗能性能
• 3.4.3 延性分析
• 3.4.4 影响节点横向延性的主要因素
• 3.4.5 节点核心区受力分析
• 3.4.6 试件水平极限承载力
• 3.5 本章小结
• 4 GFRP管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点纵向抗震性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 试件参数
• 4.3 试验过程及破坏特征
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 滞回特性
• 4.4.2 耗能性能
• 4.4.3 延性分析
• 4.4.4 影响节点纵向延性的主要因素
• 4.4.5 节点核心区受力分析
• 4.4.6 试件水平极限承载力
• 4.4.7 横向抗震性能与纵向抗震性能的比较
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢