基于性能的FRP加固鋼筋混凝土框架抗震設(shè)計(jì)研究.pdf

1、對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固，是減輕地震災(zāi)害、減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失的有效手段。隨著纖維復(fù)合材料的發(fā)展，采用纖維增強(qiáng)塑料（fiber-reinforced polymer，F(xiàn)RP）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行抗震加固引起土木工程人員的廣泛關(guān)注。然而，針對(duì)FRP加固結(jié)構(gòu)而言，目前的抗震設(shè)計(jì)理論無(wú)法對(duì)不同地震作用下、不同加固預(yù)期目標(biāo)給予針對(duì)性的FRP加固設(shè)計(jì);沒(méi)有評(píng)價(jià)FRP加固結(jié)構(gòu)抗震性能的標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)確評(píng)估其抗震性能的有效方法。因此，給出一套完整的、適合FRP加固

2、結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論是非常有必要的。
　　基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論是一種新概念的抗震設(shè)防理論，其核心思想是依據(jù)建筑物的重要程度，使所設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)在遭受未來(lái)不同地震作用時(shí)具有預(yù)期的抗震能力和使用功能，該理論有系統(tǒng)評(píng)估普通混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能的方法，能夠準(zhǔn)確評(píng)估結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。本文將基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思想引入FRP加固設(shè)計(jì)中，針對(duì)FRP加固鋼筋混凝土框架開(kāi)展了相關(guān)研究。本文主要內(nèi)容及結(jié)論有以下幾個(gè)方面:
　　(1)從適用

3、性、經(jīng)濟(jì)可修性、安全性三個(gè)方面劃分了FRP加固柱、梁構(gòu)件的性能水平。選取位移角作為性能指標(biāo)，將顯著影響位移角的屬性因素引入到位移角的量化當(dāng)中，給出基于性能的FRP加固構(gòu)件性能水平的指標(biāo)限值。在節(jié)點(diǎn)滿足構(gòu)造要求的情況下，依據(jù)FRP加固混凝土構(gòu)件柱、梁的性能水平，將FRP加固鋼筋混凝土框架的性能水平劃分為五個(gè)等級(jí):正常使用、暫時(shí)使用、修復(fù)使用、生命安全及防止倒塌。
　　(2)給出適用于FRP混凝土加固構(gòu)件的塑性鉸模型。依據(jù)塑性鉸的轉(zhuǎn)角

4、變形能力劃分其性能水平等級(jí)并給出相關(guān)表格。通過(guò)算例驗(yàn)證了FRP混凝土加固構(gòu)件塑性鉸模型應(yīng)用于Etabs的可行性。算例結(jié)果表明，基于本文給出的塑性鉸模型所得到基底剪力、極限變形能力（頂點(diǎn)位移）比采用Etabs默認(rèn)塑性鉸模型均有所提高。相同地震作用下采用本文給出的塑性鉸模型所得到的頂點(diǎn)位移和層間位移比默認(rèn)塑性鉸模型均有所減小。
　　(3)給出FRP加固混凝土柱、梁截面屈服前、后剛度以及FRP節(jié)點(diǎn)剪切剛度求解公式。依據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了

5、截面剛度公式的準(zhǔn)確性。給出層間側(cè)向剛度與梁、柱、節(jié)點(diǎn)剛度的關(guān)系式。將目標(biāo)層間側(cè)向剛度概念引入直接基于位移結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，利用層間側(cè)向剛度計(jì)算FRP加固量，可以定量地解決FRP加固混凝土構(gòu)件的加固量問(wèn)題。
　　(4)針對(duì)FRP加固混凝土框架結(jié)構(gòu)，提出了一種基于能力譜法考慮FRP加固混凝土構(gòu)件耗能增量的抗震性能評(píng)估方法。該方法以FRP構(gòu)件耗能增量對(duì)結(jié)構(gòu)整體等效阻尼比的影響為依據(jù)，修正了FRP加固混凝土框架的等效阻尼比?；谠摰刃ё枘岜?/p>