【摘 要】
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纤维增强复合材料(FRP)是一种新型高性能材料,因其出色的力学性能、有效的加固效果和良好的经济性很快被运用到工程结构抗震加固中。目前,我国对抗震加固的研究还主要集中在砂浆、钢材、碳纤维等材料上,关于玄武岩纤维(BFRP)的抗震加固研究相对较少,但是其良好的延性,较强的耐腐蚀性和优良的经济性,让其成为现阶段抗震加固研究领域的重点关注对象之一。相比普通纤维布加固,采用网格形式加固具有无气泡和纤维利用率
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纤维增强复合材料(FRP)是一种新型高性能材料,因其出色的力学性能、有效的加固效果和良好的经济性很快被运用到工程结构抗震加固中。目前,我国对抗震加固的研究还主要集中在砂浆、钢材、碳纤维等材料上,关于玄武岩纤维(BFRP)的抗震加固研究相对较少,但是其良好的延性,较强的耐腐蚀性和优良的经济性,让其成为现阶段抗震加固研究领域的重点关注对象之一。相比普通纤维布加固,采用网格形式加固具有无气泡和纤维利用率高的优点,符合当前国内倡导的碳中和、碳达峰的绿色建筑背景。同时预应力网格在抗震加固方面的研究较少,本课题以混凝土强度等级,BFRP网格的厚度以及对纤维网格施加预应力的大小为参数,研究了双层BFRP网格加固钢筋混凝土(RC)梁的抗震性能,分析了不同参数对构件承载能力、刚度、延性和耗能能力的影响。针对以上探究内容,采用有限元模拟和理论分析结合的方法。1)基于ABAQUS的建模方法,选取可靠的材料本构关系,与已有试验进行模型验证,并以此为基础建立14根RC加固梁,在低周往复荷载作用下进行数值分析;2)针对钢筋混凝土加固梁服役全过程,分别对其正常使用阶段和极限承载阶段进行理论分析,推导了BFRP网格加固RC梁理论承载能力公式。通过对BFRP网格加固RC梁抗震性能的系统研究,得到如下主要结论:1)混凝土强度等级越高,梁的承载能力和刚度越大,但是延性与耗能能力下降;2)随着BFRP网格加固厚度的增加,加固梁承载能力和刚度均有提高,但耗能能力下降,其中,梁峰值承载力提高8.99%~34.11%;3)施加预应力后,BFRP网格加固梁屈服、峰值荷载相比参考梁均有明显提高。但随着预应力的增大,加固梁峰值承载力的提升效果降低,预应力BFRP网格加固梁相对于参考梁,其耗能能力发展规律并不明显,但与15%水平的预应力加固梁相比,预应力更大的加固梁耗能能力反而变差;预应力增大对加固梁的延性和刚度影响不明显;4)随预应力的增大,明显延缓了梁裂缝的发展;5)BFRP网格加固梁数值模拟与理论承载力公式得出的峰值承载力吻合度较高,误差在14%以内。图77幅;表9个;参53篇。
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