FRP筋混凝土框架結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及抗震性能分析.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)外FRP(Fiber Reinforced Polymer)筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的研究主要集中在構(gòu)件方面，有關(guān)FRP筋混凝土框架整體抗震性能方面的研究較少。而且對(duì)FRP筋混凝土框架的抗震性能的研究多采用擬靜力試驗(yàn)方法及有限元分析，缺少動(dòng)力方面的研究分析。因此，開(kāi)展FRP筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震等動(dòng)荷載作用下的抗震性能的研究非常必要。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法是結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)方法中最直接有效的動(dòng)力試驗(yàn)方法，它可以真實(shí)地再現(xiàn)地震過(guò)程，用以研究結(jié)構(gòu)的地

2、震反應(yīng)、破壞機(jī)理、抗震性能等，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)方法。本研究?jī)?nèi)容是在分析FRP筋力學(xué)性能、FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能方面文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行FRP筋的力學(xué)性能試驗(yàn)和混凝土材性試驗(yàn)，擬定FRP筋混凝土框架結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)抗震試驗(yàn)方案。根據(jù)相似關(guān)系進(jìn)行了1/4縮尺的FRP筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)及模型制作，并進(jìn)行模型結(jié)構(gòu)的配重布置、量測(cè)結(jié)構(gòu)布置等，為進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)做好前期的準(zhǔn)備工作。進(jìn)而，應(yīng)用SAP2000有限元分析軟件建立FRP筋

3、混凝土框架結(jié)構(gòu)試件的有限元模型，選取4條地震波，對(duì)其進(jìn)行共52個(gè)工況的動(dòng)力時(shí)程分析，包含單向地震輸入、雙向地震輸入和三向地震輸入。得到結(jié)構(gòu)在不同地震波、不同加速度幅值下的加速度反應(yīng)、位移反應(yīng)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。并依據(jù)現(xiàn)有抗震規(guī)范以層間位移角為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)為后續(xù)的震動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)提供理論支持。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴從加速度響應(yīng)來(lái)看，模型結(jié)構(gòu)各樓層的最大加速度基本呈倒三角分布，頂層的加速度響應(yīng)最大;同一加速度峰值

4、下，汶川地震波引起的加速度響應(yīng)最大，說(shuō)明模型結(jié)構(gòu)的最大地震響應(yīng)不僅取決于輸入地震動(dòng)的加速度峰值，還取決于地震波的頻譜特性;豎向地震波的加入，對(duì)模型結(jié)構(gòu)在X、Y向的水平地震作用影響不大。⑵從位移反應(yīng)看，同一加速度峰值下，汶川波引起的樓層位移最大，其次是蘭州人工波，再次EL-Centro波，Taft波激勵(lì)下的模型結(jié)構(gòu)樓層位移最小。說(shuō)明模型結(jié)構(gòu)的最大位移反應(yīng)不僅與輸入地震動(dòng)的加速度峰值有關(guān)，還與地震波的頻譜特性有關(guān);同一地震波作用下，加速度峰

5、值越大，模型結(jié)構(gòu)樓層位移反應(yīng)也越大，說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度逐漸下降，變形逐漸增大;豎向地震作用的輸入，對(duì)結(jié)構(gòu)水平位移反應(yīng)影響甚微。⑶從結(jié)構(gòu)剛度看，一層柱抗側(cè)剛度較二、三層的剛度小，在地震作用下最容易發(fā)生破壞。所以在進(jìn)行FRP筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重考慮底部柱剛度，采取增大底部柱子截面等措施加強(qiáng)底層柱剛度。⑷從層間位移角指標(biāo)來(lái)看，結(jié)構(gòu)的層間位移角最大值主要集中在底層，表明結(jié)構(gòu)底層在地震動(dòng)作用下較二、三層更易發(fā)生較大變形，導(dǎo)致破壞，應(yīng)加強(qiáng)底部抗