论文部分内容阅读
混凝土是脆性材料,但是随着我国社会经济的发展,工程结构逐渐趋于高层、大跨度,这对建筑结构的抗震性能提出了更高的要求。从材料层面出发,在基体中掺加纤维被认为是改善结构延性一种上佳手段,于是工程水泥基复合材料(ECC)应运而生,它不仅符合当前绿色环保的建筑要求,同时兼顾高延性与准应变强化特性。梁柱节点是框架结构中最薄弱的部分,是提高结构延性的关键,我国现有的研究主要针对普通混凝土以及单掺纤维水泥基复合材料梁柱节点,但是对于混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱节点抗震性能研究仍处于小范围。综上,对混杂纤维增强水泥基复合材料梁柱节点抗震性能研究既十分必要,又有深入研究的空间。本文的主要内容如下:(1)对钢纤维、PVA纤维以及混杂纤维的力学性能以及梁柱节点抗震性能的试验研究进行总结,在此基础上选用PVA纤维与钢纤维作为増韧材料对梁柱节点抗震性能做进一步研究。(2)采用轴心受压的试验方法对立方体试块的应力应变曲线进行分析。通过试验发现:试块在轴心受压状态时,PVA-钢纤维增强试件的承载力均有不同程度提高;与普通混凝土试块相比,其峰值前应变能提高幅度不大,但是峰值后的应变能有非常显著地提高;从韧性相关系数发现:在水泥或混凝土基体中掺加纤维可以提高其韧性。(3)采用拟静力试验方法对PVA-钢纤维增强水泥基复合材料梁柱节点抗震性能进行研究。通过对滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性系数以及能量耗散进行分析发现:普通混凝土试件在节点区发生脆性破坏,在节点区进行箍筋加密可以提高抗震性能,而PVA-钢纤维增强试件在节点区发生延性破坏,裂缝开展比较缓慢;除了普通混凝土试件,其他试件均表现出很好的塑性变形能力,在PVA纤维体积掺量不变的情况下,其刚度随着钢纤维体积掺量的增加而退化变慢,能量耗散能力也随之增强;当钢纤维体积掺量不变时,随着PVA纤维体积掺量增加,各试件的刚度退化速度变化不大,能量耗散的规律不明显;用钢纤维来代替部分PVA可以获得较单掺PVA纤维更好的抗震性能。综上所述:通过对PVA-钢纤维增强水泥基复合材料梁柱节点进行抗震性能试验发现,基体中掺加PVA-钢纤维可以有效地提高钢筋混凝土框架梁柱节点的抗震性能,论证了建筑结构向高延性发展的可行性,对推动混杂纤维增强水泥基复合材料在建筑领域中的应用具有非常重要的现实意义。