FRP加固混凝土竖向构件的抗震性能研究

摘要

近二十年来，FRP（Fiber Reinforced Plastics）由于高强高效、耐久性好、施工简便以及适用性广等优势而在混凝土结构的抗震加固工程中广泛应用。本文在归纳总结现有研究的基础上，对FRP加固混凝土柱、剪力墙以及核心筒等混凝土竖向构件的抗震性能进行了试验和理论研究，主要工作有：
　　 通过7根混凝土方柱的低周反复推拉加载试验，研究了HFRP加固混凝土柱的抗震性能。试验表明：粘贴HFRP能有效提高方柱的抗震性能；轴压比对HFRP加固方柱的影响较大，低轴压比更有利于HFRP对混凝土柱约束作用的发挥，轴压比越高，越不利于HFRP后期约束效用的发挥，柱延性越低；增加HFRP层数在低轴压比时对方柱抗震性能的提高较为明显，而在高轴压比时效果不大；配箍率的增大能提高方柱抗震性能，有利于方柱抗震。
　　 通过4片混凝土剪力墙的低周反复加载试验，研究了HFRP加固混凝土剪力墙的抗震性能。试验表明：粘贴HFRP能有效延缓混凝土剪力墙刚度退化，就延缓刚度退化而言，HFRP加固低矮剪力墙的效果要好于中高剪力墙；本试验中采用的新型层内混杂纤维布对剪力墙承载力的提高效果不大，但能有效提高剪力墙的延性，对低矮剪力墙的加固效果更显著；加固后的剪力墙滞回曲线变得更加丰满，捏拢程度减弱，耗能能力有效增强，表现出良好的延性与抗震性能。
　　 对严重震损的2个混凝土核心筒用FRP加固后进行了低周反复加载试验，研究了经FRP加固后混凝土核心筒抗震性能的恢复程度。试验表明：严重震损后的混凝土核心筒经修复加固后，其延性系数只为原始简体的50～60％，但是在加载破坏之前，筒体承载力已达到最大，各处也有十分明显的破坏征兆，避免了毫无征兆的脆性破坏的发生；经过合理的修复加固，严重震损筒体的滞回耗能性能得到了有效恢复、相对刚度退化得到了有效减缓、承载力得到了恢复甚至有所提高。对于更接近实际地震作用下的双向加载简体，加固效果更为显著。
　　 基于试验数据，通过统计分析软件SAS进行回归分析，给出了FRP加固混凝土柱的骨架曲线特征点与滞回曲线卸载刚度的计算公式，并将骨架曲线、滞回曲线的计算结果与试验结果进行了对照，吻合较好。
　　 通过广泛调研，归纳总结了FRP加固施工工序及其施工注意事项，并根据工程质量控制原则与方法，参考借鉴国内外各行业工程质量检验评定方法，探讨总结了FRP加固的施工及其质量验收。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 现有建筑的抗震问题

1.2 抗震加固方法概述

1.2.1 增大结构抗震能力的加固方法

1.2.2 减小地震作用加固法

1.3 FRP加固技术的发展及优势

1.4 FRP加固混凝土结构抗震性能的研究现状

1.4.1 FRP加固混凝土柱

1.4.2 FRP加固混凝土梁

1.4.3 FRP加固混凝土梁柱节点

1.4.4 FRP加固混凝土板

1.4.5 FRP加固混凝土剪力墙

1.4.6 FRP加固其他混凝土结构

1.5 研究课题的提出

1.6 本文研究的内容和方法

第2章 FRP加固混凝土竖向构件抗震性能试验研究

2.1 概述

2.2 结构抗震性能试验研究方法和内容

2.2.1 试验方法

2.2.2 研究内容

2.3 FRP加固混凝土柱抗震性能研究

2.3.1 试验概况

2.3.2 试验结果及分析

2.4 FRP加固混凝土剪力墙抗震性能研究

2.4.1 试验概况

2.4.2 试验结果及分析

2.5 FRP加固震损核心简抗震性能研究

2.5.1 试验概况

2.5.2 试验结果及分析

2.6 本章小结

第3章 FRP加固混凝土竖向构件恢复力模型的初步研究

3.1 概树

3.2 恢复力模型的建立

3.2.1 典型恢复力模型

3.2.2 恢复力模型的简化

3.2.3 恢复力模型的建立方法

3.2.4 未加固混凝土压弯构件恢复力模型的确定

3.3 FRP加固混凝土柱恢复力模型

3.3.1 骨架曲线的确定

3.3.2 滞回规则

3.4 本章小结

第4章 FRP加固施工及其质量验收

4.1 概述

4.2 FRP加固施工

4.2.1 施工工序

4.2.2 施工安全和注意事项

4.3 质量控制与验收

4.3.1 工程质量控制原则与方法

4.3.2 工程质量检验评定方法

4.3.3 FRP加固质量验收

4.3.4 本文部分试验加固质量检验

4.4 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研项目参与情况

致谢