CFRP復(fù)材筋與鋼筋混合配筋混凝土柱抗震性能研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋（Fiber-Reinforced Polymer Bars，以下簡(jiǎn)稱為復(fù)材筋）與傳統(tǒng)鋼筋相比，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，在沿海地區(qū)及城市軌道交通工程中有較好的應(yīng)用前景。由于復(fù)材筋較低的彈性模量以及脆性破壞特征，單一配置復(fù)材筋的混凝土構(gòu)件可能出現(xiàn)過(guò)大的裂縫寬度和位移延性的降低?；旌吓浣钍侵富炷翗?gòu)件中，同時(shí)配置延性較好的普通鋼筋和耐腐蝕性好、抗拉強(qiáng)度高的復(fù)材筋，作為彈性元件的復(fù)材筋與具有彈塑性特性的鋼筋混

2、合使用，不僅可以預(yù)期提高構(gòu)件的屈服后剛度，還可利用復(fù)材筋的彈性恢復(fù)來(lái)減小構(gòu)件的殘余變形，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的抗震性能和震后的修復(fù)性能。與普通鋼筋混凝土（Reinforced Concrete,RC）構(gòu)件相比，復(fù)材筋與普通鋼筋的混和配筋方式為實(shí)現(xiàn)混凝土構(gòu)件具有穩(wěn)定上升的屈服后剛度，以及減小卸載后的殘余變形提供了新的研究思路。
　　目前，針對(duì)混合配筋構(gòu)件的試驗(yàn)及有限元分析研究很少。本文通過(guò)7個(gè)大比例柱的擬靜力試驗(yàn)，對(duì)其抗震性能進(jìn)行了初步探究

3、。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，基于OpenSees進(jìn)行參數(shù)擴(kuò)展分析，研究了混合配筋率、屈服后剛度等參數(shù)對(duì)其抗震性能的影響規(guī)律，確定了合理的混合配筋率。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）完成了7個(gè)足尺方柱（2個(gè)RC柱、5個(gè)混合配筋柱）的擬靜力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：保持鋼筋配筋率不變并增加FRP筋，混合配筋柱的初始剛度變化不大，其延性有一定程度提高，混和配筋對(duì)減小柱的殘余位移起到了一定作用；對(duì)混配柱塑性鉸區(qū)采用CFRP進(jìn)行約束后，混合配筋柱的延性進(jìn)一步得

4、到提高，承載力達(dá)到峰值后無(wú)明顯退化，直至CFRP復(fù)材筋受壓破壞。在CFRP的約束作用下，試件的殘余位移減小約20％。
　　（2）基于OpenSees的分析結(jié)果表明，復(fù)材筋與鋼筋混和配筋的方式能夠提高構(gòu)件的屈服后剛度，混和配筋柱中配置較少的CFRP復(fù)材筋會(huì)導(dǎo)致復(fù)材筋的過(guò)早破壞；CFRP增加率需達(dá)到15%后才能實(shí)現(xiàn)可用的位移延性，大剪跨比和低軸壓比有利于復(fù)材筋性能的充分發(fā)揮；在低軸壓比下，復(fù)材筋的加入可有效降低柱構(gòu)件的殘余變形，保持普