聚丙烯纖維增強(qiáng)異形柱框架抗震性能的研究.pdf

1、異形柱框架結(jié)構(gòu)因其良好的建筑功能適應(yīng)性在住宅建筑中得到廣泛的應(yīng)用。但是，與矩形柱框架結(jié)構(gòu)相比抗震性能較差，從而限制了這種結(jié)構(gòu)形式在高烈度地震地區(qū)的應(yīng)用。本文針對(duì)以往試驗(yàn)中出現(xiàn)的異形柱框架結(jié)構(gòu)首層柱腳和節(jié)點(diǎn)薄弱的現(xiàn)象，在上述部位采用聚丙烯纖維增強(qiáng)，完成了聚丙烯纖維增強(qiáng)異型柱構(gòu)件及框架抗震性能試驗(yàn)研究和理論分析。
　　 聚丙烯纖維增強(qiáng)異型柱構(gòu)件抗震性能的試驗(yàn)設(shè)計(jì)了2個(gè)異形柱中節(jié)點(diǎn)、2個(gè)異形柱邊節(jié)點(diǎn)、2根T形柱和兩根L形柱，共8個(gè)異形

2、柱構(gòu)件。構(gòu)件分為兩組，其中一組構(gòu)件局部摻加聚丙烯纖維，另一組未摻加聚丙烯纖維作為對(duì)比構(gòu)件，分別進(jìn)行低周反復(fù)加載試驗(yàn)，得到了試件、節(jié)點(diǎn)的變形、破壞、恢復(fù)力特性等方面的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可以得出如下結(jié)論：加入纖維，可以明顯改善各構(gòu)件的破壞狀態(tài)。纖維能夠明顯減少節(jié)點(diǎn)核心區(qū)裂縫的發(fā)展，減小裂縫寬度，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的剛度；加入纖維，能夠提高各異形柱構(gòu)件的開(kāi)裂荷載，延遲裂縫開(kāi)展；加入纖維，有利于增強(qiáng)異形柱構(gòu)件的后期變形能力，提高位

3、移延性，改善構(gòu)件的滯回特性和耗能能力。
　　 聚丙烯纖維增強(qiáng)異型柱框架抗震性能的試驗(yàn)以八度區(qū)六層異形柱框架住宅的實(shí)際工程為背景，取其中一榀框架的1/3模型，在一、二層節(jié)點(diǎn)和柱腳混凝土內(nèi)摻入聚丙烯纖維局部加強(qiáng)，進(jìn)行了低周反復(fù)加載的擬靜力抗震試驗(yàn)，得到框架的滯回曲線、骨架曲線，并對(duì)其耗能能力、強(qiáng)度與剛度退化、出鉸機(jī)制進(jìn)行分析，得出了框架的恢復(fù)力模型(骨架線和滯回環(huán)模型)。將上述試驗(yàn)結(jié)果與以往同模型試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)照，對(duì)采用聚丙烯纖維增強(qiáng)

4、的異型柱框架的抗震能力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。研究表明：采用聚丙烯纖維增強(qiáng)的異型柱框架結(jié)構(gòu)側(cè)移為剪切型，破壞機(jī)制屬于梁鉸機(jī)制，與普通異形柱相比具有更好的延性和較強(qiáng)的耗能能力。
　　 在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以ANSYS軟件為工具，對(duì)試驗(yàn)中采用聚丙烯纖維增強(qiáng)的異形柱框架進(jìn)行了從彈性到彈塑性的全過(guò)程有限元分析。在建模時(shí)，為反映聚丙烯纖維對(duì)混凝土性能的影響，使分析結(jié)果更具可靠性，對(duì)程序中的混凝土本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了修正。有限元分析的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合