超高韧性水泥基复合材料加固低矮剪力墙的抗震性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:iserce
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
剪力墙是联肢剪力墙体系中一个重要的耗能构件,由于建筑结构的尺寸和功能限制,剪跨比小于1.5的低矮剪力墙会经常出现在结构之中。低矮剪力墙变形能力较差,常常在地震荷载作用下会发生脆性剪切破坏,无法满足对结构要求的承载力和耗能要求。剪力墙加固形式有多种,大量的文献和试验在截面形式、配筋方面提出了改善建议。但是对于已经存在的建筑结构来说,无法从内部改变墙体的构造,为此,论文选用常见的面层涂抹高性能材料对剪力墙进行试验加固。超高韧性水泥基复合材料具有延性好,耗能高,粘结性强的特点,将该类材料应用于低矮剪力墙抗震加固,可望为低矮剪力墙抗震加固提供一种新的途径。本文完成了4个剪跨比为1.2的剪力墙试件的低周往复加载试验,其中1个为混凝土试件,1个为高强砂浆加固剪力墙试件,两个为超高韧性水泥基复合材料UHTCC加固剪力墙试件。本次试验主要分析剪力墙在低周往复荷载作用下试件表面的开裂过程和破坏模式。通过试验数据,研究四个试件的抗震性能指标:滞回性能、承载力、延性性能、刚度退化和耗能能力等。结果表明:超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)面层加固剪力墙较普通混凝土可有效提高墙体的承载力、延性性能和耗能能力;在试件达到峰值荷载前斜裂缝发育时间更长,裂缝更加细而密,并且比普通试件可经受更大的位移,在荷载达到峰值和极限荷载时,具有较高的变形和抗损伤性能,且UHTCC材料的加固效果更明显优于常见的高强砂浆加固。内部添加玻璃纤维网能有效提高墙体的延性和耗能能力,但是对承载力提高贡献较小。在构件层次上,对UHTCC加固剪力墙和砂浆加固剪力墙的损伤破坏进行研究。以剪力墙抗震试验结果为基础,基于Clough恢复力模型,在现有的剪力墙试件初始切线刚度和承载力计算公式的基础上,分别建立了低矮剪力墙屈服荷载、屈服位移、峰值位移和极限位移的计算公式,提出了骨架曲线及相应的卸载刚度计算方法,得到UHTCC面层加固剪力墙的恢复力模型。最后,引入软化拉压杆模型,将受剪传力机制分为对角传力机制、水平传力机制和竖直传力机制三个部分。通过对面层加固剪力墙的受力分析,确定了低矮剪力墙抗剪承载力的计算方法。通过引入压杆系数和软化系数的计算公式,简化修正了抗剪承载力计算公式,预测结果与试验吻合较好。
其他文献
为开发西部丰富水电资源,走绿色低碳发展道路,一系列大型水电站的建设工作正在我国西南地区有序开展,而西部恰恰是我国地震最强烈的地区,水电筑坝抗震安全问题十分突出,大坝一旦失事,将造成难以估计的损失和后果。坝踵岩石-混凝土界面作为坝体的薄弱环节,极易在复杂外荷载作用下产生微裂缝,研究带有初始裂缝的岩石-混凝土界面在地震应变率范围内的断裂性能对大坝抗震具有重要意义。为了揭示岩石-混凝土界面I型断裂性能随
学位
玄武岩纤维具有良好的耐氯离子侵蚀性能,可避免类似于钢纤维或钢筋的锈蚀问题,故玄武岩纤维及其复合材料逐渐应用于海工混凝土结构中,但仍存在不足主要是:1)鲜有研究玄武岩纤维及其复合材料的耐碱-氯盐侵蚀性能;2)平直形微筋在混凝土基体中滑移耗能能力远不及异形结构;3)玄武岩微筋对混凝土抗弯性能的增强效果较差。为推广玄武岩纤维及其复合材料的应用,本文研究玄武岩纤维及其复合材料的耐碱-氯盐侵蚀性能以及复合材
学位
钢筋混凝土框架剪力墙结构是一种常见的结构形式,特别是在高层住宅结构中有广泛的应用。在地震条件下结构的连续倒塌一直是连续倒塌领域的研究重点,但是以往的研究往往集中于高层和超高层的公共建筑,对于直接涉及到广大人民生命和财产安全的住宅结构研究不够充分。尤其是随着经济社会的发展,我国对于全社会防震减灾的要求不断提高,但是我国存在大量未经专门地震作用计算的抗震能力较差的建筑,这些既有建筑的抗震能力需要进一步
学位
由于混凝土等准脆性材料初始裂缝尖端存在不可忽略的断裂过程区,因此不能直接应用线弹性断裂力学理论。各国研究人员相继提出了一系列修正的线弹性断裂力学模型,从应力强度因子和能量释放率两个角度对混凝土等材料的断裂性能进行分析,且均得到了验证与认可,但常用混凝土断裂模型之间还未有过综合的比较。另外,近年来比较受研究者们青睐的边界效应理论并没有对起裂韧度的深入探讨,且其无法预测对比不同材料的断裂破坏。本文通过
学位
混凝土等多孔建筑材料的吸水过程是影响其耐久性的决定性因素,钢筋混凝土结构的大多数劣化过程与水分传输密切相关。通常情况下混凝土在其服役期间很少是完全饱和的,在梁、板、柱以及其它混凝土构件的表面,水分在其横截面上主要沿两个方向进行传输,且存在交互效应,导致一维传输速率低于二维传输速率。目前,国内外关于混凝土内部水分的二维传输研究较少,且未得出统一的规律。本文采用理论计算、试验研究以及数值仿真模拟相结合
学位
大连市地区的地貌形态以山地丘陵为主,且年降水量充沛,其独特的地理和气候条件构成了滑坡灾害发生的必要条件。通过对大连市历史滑坡数据进行分析,总结出大连市区域内滑坡特征为:险情等级以中小型为主,大多伴有各种类型的地下水,对人口财产威胁较大,且发生时伴有较大的地震烈度,分布特征总体呈现出集中于大连市北部、少量分布于南部的特点。目前大连地区尚缺乏能体现出大连区域地质条件、气象条件等与滑坡相关联的区域性影响
学位
环氧树脂基导电复合材料因其易加工、高敏感、耐腐蚀、大量程等优点在结构健康监测传感装置的研究中受到越来越多的关注。关于环氧树脂基导电复合材料的感知性能,目前相关研究大多围绕特定试验结果展开分析讨论并对其机理做简单归因。然而,在表现各异的感知性能之下,其内在感知机理的研究仍有待进一步深入,这是全面了解环氧树脂基导电复合材料感知特性并使之系统化理论化的关键。本论文选取了碳系填料中具有高长径比的碳纳米纤维
学位
桥梁是我国公路交通运输基础设施的重要组成部分。在各类公路桥梁中,混凝土桥梁占90%以上,其中绝大多数是梁式桥。公路桥梁在为我国经济建设发挥巨大作用的同时,也经常会遭受地震作用而发生破坏,造成巨大的经济损失。因此,公路桥梁的抗震设计非常重要。现行桥梁抗震设计规范采用的基于强度的设计方法存在一定的局限性,随着对地震破坏机理和抗震性能的认识不断深入,基于位移的抗震设计方法得到发展,将成为下一代桥梁抗震设
学位
中国是世界上兔子数量最多的国家之一。兔子养殖过程中存在多种疾病,其中断奶幼兔腹泻是兔场最常见疾病,使用抗生素治疗是最常规的处理方法。近年来,世界各国都在推进饲料“禁抗”,因此寻求安全有效的抗生素替代品迫在眉睫。研究发现部分乳酸菌能抵抗外来致病菌的定植,在防治动物腹泻、促进动物生长、提高免疫机能等方面效果显著,能有效降低幼龄动物的发病率和死亡率。但具有自主知识产权的菌株较少,市场上多为国外产品。因此
学位
近年来,我国先后提出了“海洋强国”战略和“海上丝绸之路”战略,为加强我国海洋资源开发及国防建设,在海滨城市以及沿海岛礁的建设中,通常采用内陆运输的淡水和建设用砂,这样的做法一来并不经济,二来过度消耗淡水和河砂资源会产生一系列资源及环境问题,如果就地取材,采用海砂与海水作为混凝土原材料进行岛礁和沿海建设,既能降低成本,又能加快我国海洋强国建设的速度。FRP筋重量轻、强度高、耐腐蚀性能好,将其用在海水
学位