CFRP筋-钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

摘要

剪力墙结构以其良好的承载力和抗震性能已成为现代高层建筑的主要抗侧力构件，然而随着高层建筑的不断发展，结构体系对剪力墙的抗震性能的要求越来越高。长期以来，按照现有规范设计的剪力墙要求具有良好的变形能力，通过产生足够的变形来提高其抗震能力。但是传统的钢筋混凝土剪力墙不可避免的因为钢筋的弹塑性性质使震损后剪力墙的残余变形较大。因此需要进一步提高剪力墙的抗震性能，减小剪力墙的残余变形，改善地震作用后结构的受力性能，并使其具有恢复功能的能力。碳纤维增强聚合物筋（CFRP）是一种新型复合材料，与钢筋不同的是，FRP筋在达到其极限抗拉强度发生破坏之前不表现任何塑性，应力应变关系呈线弹性。正是由于FRP筋的线弹性性质使得FRP筋有望用于控制抗震结构的残余变形。
　　本文通过对1片钢筋混凝土剪力墙和4片配有CFRP筋的剪力墙的低周反复试验,研究在钢筋混凝土剪力墙中的适当位置部分或全部配置CFRP筋对剪力墙抗震性能和残余变形的影响规律。试验结果表明：
　　（1）所有试件都达到了各自的抗弯强度，这说明通过合理设计的CFRP筋剪力墙可以满足其对极限承载力的要求，同时证明了在配筋剪力墙中运用CFRP筋抵抗水平侧力的有效性。
　　（2）CFRP筋剪力墙裂缝的分布范围较钢筋混凝土剪力墙更加广泛，且裂缝的间距更小，分布更加均匀紧凑。这说明在剪力墙中配置CFRP筋不但能改善剪力墙的裂缝分布形态，而且可以避免普通钢筋混凝土剪力墙因为钢筋发生大的塑性变形而出现难以修复的裂缝的较大开展。
　　（3）通过试件的残余裂缝分析发现，在剪力墙中合理配置一定数量的CFRP筋可以有效的控制剪力墙的残余裂缝宽度。
　　（4）在剪力墙中配置钢筋的最大优点是通过钢筋的非线性变形来获得尽可能大的能量耗散，相反，CFRP筋的最大优点则在于在满足承载能力极限状态和合理的能量耗散水平的情况下，剪力墙没有发生太大的残余变形和残余裂缝。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 国内外CFRP筋研究现状

1.3 配筋混凝土剪力墙国内外研究现状

1.4存在的主要问题

1.5 本文的主要研究内容

第二章 试验设计

2.1 试验目的

2.2 试件设计

2.3 试件制作

2.4 材料力学性能

2.5 试验装置与加载制度

2.6 测试内容与测点布置

第三章 试验现象与试验结果

3.1 相关说明

3.2 墙体受力过程与试验现象

3.3 试验现象总结

3.4 钢筋应变分析

第四章 试验结果分析与讨论

4.1 引言

4.2 滞回特性分析

4.3 试件的残余变形

4.4 试件的骨架曲线

4.5 承载力实测值及分析

4.6 延性性能分析

4.7 层间位移角及变形能力

4.8 刚度退化情况分析

4.9 耗能能力分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢