層內(nèi)混雜frp加固混凝土柱恢復(fù)力模型研究

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1、第33卷第6期華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)V01．33No．62012年l2月JournalofNoahChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerDec．2012文章編號(hào)：1002—5634(2012)06—0069—04層內(nèi)混雜FRP加固混凝土柱恢復(fù)力模型研究鄧宗才，曾洪超，徐海賓(北京工業(yè)大學(xué)城市與工程防災(zāi)減災(zāi)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100124)摘要：為了給混雜FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)的彈塑性分析和加固設(shè)計(jì)提供計(jì)算模型，根據(jù)層內(nèi)混雜FRP加固混凝土柱抗震性能的試驗(yàn)結(jié)果，以退化三線形模

2、型為基礎(chǔ)，通過回歸分析，考慮了軸壓比、體積配箍率和體積含纖率的影響，提出了混雜FRP加固混凝土柱的骨架曲線特征點(diǎn)參數(shù)確定公式和滯回曲線退化剛度確定公式．結(jié)果表明，所建立的恢復(fù)力模型骨架曲線和滯回曲線與試驗(yàn)值比較吻合．關(guān)鍵詞：層內(nèi)混雜FRP；軸壓比；體積配箍率；體積含纖率；恢復(fù)力模型混凝土柱是結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，其抗震安全前較為常用的恢復(fù)力模型多為折線型，主要有雙線性極其重要．近年來地震災(zāi)害頻發(fā)，關(guān)于橋梁墩柱和型、三線型、四線型(帶負(fù)剛度段)、退化雙線型、退框架柱等重要構(gòu)件的抗震加固引起了人們的廣泛關(guān)化三線型、定點(diǎn)指向型和滑移型．恢復(fù)力模型選用的注

3、．纖維復(fù)合材料(FiberReinforcedPolymer，簡(jiǎn)稱原則是：①具有一定的精度，能夠體現(xiàn)實(shí)際構(gòu)件或結(jié)FRP)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕和便于施工的優(yōu)點(diǎn)，可構(gòu)的主要滯回特性，并能在一定程度上再現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)用于橋梁墩柱和框架柱的抗震加固．碳纖維、芳綸纖果；②簡(jiǎn)便實(shí)用，結(jié)構(gòu)動(dòng)力非線性分析能在建立的恢維強(qiáng)度高，但脆性大，地震時(shí)易發(fā)生撕裂或斷裂，加復(fù)力模型基礎(chǔ)上有效進(jìn)行．固突然失效．混雜FRP具有高延性的特點(diǎn)，加固結(jié)恢復(fù)力模型的描述必須遵照一定的方法以使得構(gòu)的綜合抗震能力顯著優(yōu)于單一纖維布，能充分發(fā)計(jì)算的每一步都準(zhǔn)確、有序．目前常用的方法主要有揮各種纖維

4、優(yōu)勢(shì)，顯著改善結(jié)構(gòu)的變形能力、耗能能理論計(jì)算法、系統(tǒng)識(shí)別法和試驗(yàn)擬合法3種，其中試力和延性，防止結(jié)構(gòu)倒塌．驗(yàn)擬合法是根據(jù)試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，選擇合適的數(shù)學(xué)模型，定量地確定出骨架曲線、各標(biāo)準(zhǔn)滯回環(huán)以及由目前對(duì)未加固混凝土柱抗震試驗(yàn)和恢復(fù)力模型研究較多“，而關(guān)于混雜FRP加固柱抗震性能、二者組成的恢復(fù)力曲線，并基于各標(biāo)準(zhǔn)滯回環(huán)的比較確定反復(fù)加載下的剛度退化規(guī)律，能夠較為準(zhǔn)確恢復(fù)力模型的研究鮮見報(bào)道．作者對(duì)層內(nèi)混雜地反映結(jié)構(gòu)的主滯回特征和骨架曲線，一般使用較FRP加固混凝土柱抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，發(fā)多．文中采用試驗(yàn)擬合法，抓住主要的恢復(fù)力特性，現(xiàn)延性混雜

5、FRP加固柱具有良好的抗震延性和耗對(duì)混雜FRP加固混凝土柱的恢復(fù)力模型進(jìn)行研究．能能力，屬于延性破壞．文中對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，探討了軸壓比n、體積配箍率P以及體積含纖2混雜FRP加固混凝土柱恢復(fù)力模率p，對(duì)混雜FRP加固混凝土柱恢復(fù)力特性的影響，型的確定建立了簡(jiǎn)化的恢復(fù)力模型，將為混雜FRP加固混凝恢復(fù)力模型由骨架曲線和滯回規(guī)則2個(gè)部分組土柱抗震驗(yàn)算和加固計(jì)算提供依據(jù)．成，要確定恢復(fù)力模型，必須先確定骨架曲線，然后1恢復(fù)力模型的建立根據(jù)適當(dāng)?shù)臏匾?guī)則進(jìn)行加卸載．壓彎構(gòu)件中比較常用的恢復(fù)力模型為考慮剛度退化、強(qiáng)度退化和滑恢復(fù)力模型可分為曲線型

6、和折線型．曲線型恢移捏縮效應(yīng)的退化三線型模型，如圖1所示．其骨架復(fù)力模型與工程實(shí)際較為接近，但應(yīng)用不便．因此目收稿日期：2o12—09—29基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50978006)．作者簡(jiǎn)介：鄧宗才(1961一)，男，陜西扶風(fēng)人，教授，博士，主要從事現(xiàn)代工程材料與加固技術(shù)方面的研究70華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)2012年12月曲線為三折線，3個(gè)特征點(diǎn)分別為屈服點(diǎn)Y、峰值點(diǎn)表1試件參數(shù)M以及極限破壞點(diǎn)u．首次加載沿骨架曲線行進(jìn)，至卸載點(diǎn)按卸載剛度卸至零載，首次反向加載指向反向屈服點(diǎn)，再加載指向前一級(jí)卸載點(diǎn)．朋mMn／。．／，L／．／一口^種

7、1：／．(a)剛度退化(b)強(qiáng)度退化(c)捏龍效應(yīng)注：以C130—25—3為例說明構(gòu)件編號(hào)含義，c表示方柱，圖1退化三線型130表示箍筋間距為130mm，25表示軸壓比為0．25，3表示本次試驗(yàn)混雜FRP加固混凝土柱的恢復(fù)力特混雜FRP粘貼層數(shù)為3層．性，無論是在骨架曲線形式還是滯回曲線剛度退化△fv=A(0．213n+18．722p一22．396pf+0．7722)規(guī)律，都與未加固混凝土柱相似．因此，文中建立的混雜FRP加固混凝土柱恢復(fù)力模型的方式為：骨架(2)曲線采用與未加固混凝土柱相同的退化三線型，考Pf=P(1．7644n+4．3577p

8、+7．0738pf+0．5603)慮軸壓比n、體積配箍率P以及體積含纖率P這3(3)個(gè)參數(shù)的影響，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，確定混雜FRPA‰=