玄武岩纤维布加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能研究

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根据历次地震对房屋的破坏可以总结出:已建钢筋混凝土结构中,由于钢筋混凝土柱破坏导致房屋整体严重破坏甚至倒塌,已成为钢筋混凝土结构房屋震害的主要特点。因此,地震时柱的抗震性能好坏决定了框架结构的倒塌是否发生。然而对于已建成结构中的钢筋混凝土柱,由于早期的设计规范不合理、结构的使用功能有所改变、长期使用过程中的损伤、老化以及施工缺陷所造成性能不良、承载力不足等诸多影响其安全和使用功能的因素,需要对其进行加固。玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,以下简称BFRP)作为一种建筑加固材料,相对于其它纤维材料具有很多优点和特殊性能:原材料丰富,具有自主知识产权,正在逐步国产化、量产化;成本低,目前价格大约是碳纤维的1/8~1/5,接近玻璃纤维水平;极限应变大,延性好,尤其适用于结构的抗震加固。本文针对BFRP加固RC圆柱的抗震性能研究进行了以下几个方面的工作:(1)设计制作了7根直径为305mm,高度为1500mm的钢筋混凝土圆柱试件。其中1根作为对比柱不进行加固,另外6根进行BFRP加固;(2)对7根试件进行拟静力试验,获得BFRP加固钢筋混凝土圆柱在水平地震荷载作用下的滞回性能、承载能力、变形能力、耗能能力和破坏形式;(3)分析研究BFRP包裹层数、包裹范围,轴压比以及配箍形式等不同因素对BFRP加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能的影响。试验结果表明,使用BFRP加固钢筋混凝土圆柱,可以提高其耗能性能、极限承载力和延性性能,从而改善钢筋混凝土圆柱的抗震性能。同时可知只要在柱脚一定范围内满贴BFRP布加固即可得到与全柱满贴BFRP布加固相近的抗震效果。最后,对全文进行了总结,为发展BFRP加固钢筋混凝土圆柱的抗震性能研究提供实践经验,并指出值得进一步研究的问题。
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