【博士】CFRP加固砌體試驗(yàn)研究的有限元分析及受剪承載力研究

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　　【學(xué)位年度】2007　　【摘要】　　 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)及世界范圍內(nèi)大量砌體結(jié)構(gòu)和各種優(yōu)秀歷史建筑由于使用過久、或因抗震要求和可靠指標(biāo)的提高，亟需加固修復(fù)。纖維增強(qiáng)塑料(FRP)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、施工便捷、耐腐耐磨耐久、適用面廣、不改變被加固結(jié)構(gòu)外形等特性，用于砌體結(jié)構(gòu)加固具有其它加固方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合古建筑砌體結(jié)構(gòu)的加固。目前對(duì)纖維加固砌體結(jié)構(gòu)的研究尚處于起步階段，還需積累大量試驗(yàn)資料，建立相關(guān)設(shè)計(jì)理論，頒布相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以指導(dǎo)和推動(dòng)工程實(shí)踐，因此開展這方面研究具有十分重要的意義。 本文對(duì)砌體結(jié)構(gòu)碳纖維布加固試驗(yàn)研究作了進(jìn)一步的探索，對(duì)幾種不同類型的砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)、承載力計(jì)算及有限元分析，開展了以下幾方面工作。 1.通過16片磚墻碳纖維布加固及未加固對(duì)比試件在水平低周往復(fù)荷載作用下的抗震性能試驗(yàn)研究，對(duì)比分析了加固前后試件的受力變形特性，并對(duì)不同加固方案的效果進(jìn)行了比較分析。試驗(yàn)表明，采用碳纖維布加固后的砌體墻，其開裂荷載、極限荷載、延性與耗能等指標(biāo)均明顯提高；試驗(yàn)表明，對(duì)易發(fā)生局部破壞的磚墻試件根部粘貼碳纖維布能防止試件受彎破壞，較好地發(fā)揮了其墻片的整體抗剪能力。 2.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上利用有限元方法分析了有、無(wú)構(gòu)造柱實(shí)心墻體及有構(gòu)造柱偏開門洞墻體試件的碳纖維布加固效果。采用砌體均質(zhì)化和設(shè)有接觸單元的有限元模型研究試件高寬比、節(jié)點(diǎn)的不同耦合方式等多種因素對(duì)有限元分析結(jié)果的影響，探討了空間膜單元、混凝土單元、面-面柔性接觸單元、尤其是多層殼單元、彈簧單元等在碳纖維布砌體結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用。 3.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，本文對(duì)無(wú)洞口墻體、開窗洞墻體、開門洞墻體和開窗洞砼小型空心砌塊墻體進(jìn)行了碳纖維布加固計(jì)算分析，建立了帶有修正系數(shù)ηcf的CFRP加固砌體墻抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果表明與現(xiàn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相近，可應(yīng)用于工程實(shí)踐。 最后根據(jù)本課題研究情況提出了尚待解決的問題。　　共153頁(yè)

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