FRP加固受损钢筋混凝土框架节点抗震性能

论文摘要

本文在试验研究的基础上,对FRP加固受损钢筋混凝土框架节点进行了三维有限元分析,探讨了加固方式、纤维布层数等对受损框架节点滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和功比指数等的影响。主要研究内容如下：(1)设计7个钢纤维混凝土框架边节点,使其在低周反复荷载下受损破坏,然后灌缝、贴纤维布,研究了纤维布层数、类别、粘贴方式对加固效果的影响。结果表明：FRP加固使混凝土框架边节点的极限荷载、位移延性等都有显著提高。(2)采用分离式建模方法,建立了FRP加固受损框架边节点的有限元分析模,用ANSYS有限元软件分析了框架边节点的受力性能。有限元模拟值与试验值的对比分析表明,模拟得到的结果与试验基本吻合。(3)对FRP加固前和加固后的框架边节点在低周反复荷载下全过程进行了数值模拟计算,得到框架边节点的滞回曲线、骨架曲线以及屈服荷载、极限荷载、位移延性和功比指数,对比分析了FRP加固前后框架边节点的性能指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 混凝土框架节点受力状况
• 1.1.1 框架节点概述
• 1.1.2 节点破损状况
• 1.2 加固方法概述
• 1.3 FRP加固钢筋混凝土框架节点的国内外研究状况
• 1.4 FRP加固钢筋混凝土框架节点有限元分析
• 1.4.1 有限元法求解步骤
• 1.4.2 有限元分析的发展
• 1.4.3 有限元通用分析软件
• 1.5 本文主要工作
• 2 试验概况
• 2.1 试验目的与试验内容
• 2.2 试件设计
• 2.2.1 试件参数
• 2.2.2 加固方式
• 2.2.2 加载方式及边界条件模拟
• 2.3 试验设备
• 2.3.1 加载设备
• 2.3.2仪表布置
• 2.4 加荷程序设计
• 2.5 试件测试内容
• 2.6 纤维增强材料材性试验
• 2.7 试验结果的整理与分析
• 2.7.1 节点滞回曲线
• 2.7.2 节点耗能特性
• 2.7.3 骨架曲线特性
• 2.7.4 节点延性
• 3 FRP加固受损钢筋混凝土结构非线性有限元理论
• 3.1 材料本构关系
• 3.1.1 混凝土材料本构关系
• 3.1.3 钢纤维混凝土本构关系
• 3.1.3 钢筋本构关系
• 3.1.4 纤维布的本构关系
• 3.1.5 刚性垫块的本构关系
• 3.2 混凝土破坏准则
• 3.3 混凝土屈服准则
• 3.4 ANSYS分析中各模型单元的选择
• 3.4.1 混凝土单元——SOLID65单元
• 3.4.2 钢筋单元——LINK8单元
• 3.4.3 纤维布单元——SHELL41
• 3.4.4 钢垫块单元——SOLID45
• 4 FRP加固受损钢筋混凝土节点非线性有限元分析
• 4.1 基于ANSYS软件的混凝土单元模型
• 4.1.1 模拟分析基本假定
• 4.1.2 模型建立
• 4.1.3 约束条件模拟
• 4.1.4 加载方式模拟
• 4.2 FRP加固混凝土ANSYS分析非线性收敛技术处理
• 4.3 FRP加固混凝土ANSYS非线性分析求解速度与精度
• 4.4 反复加载非线性理论分析与试验结果比较
• 4.4.1 有限元计算主要结果
• 4.4.2 滞回曲线对比分析
• 4.4.3 耗能能力对比分析
• 4.4.4 骨架曲线对比分析
• 4.4.5 节点延性对比分析
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢