FRP筋混凝土框架梁柱节点受剪性能的参数研究

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钢筋混凝土结构一直以来是工程结构领域应用最为广泛的结构形式。但在结构的正常使用中,混凝土保护层的剥落或内部碱性的降低易引起钢筋的锈蚀,进而严重影响钢筋混凝土结构的耐久性和安全性。而纤维增强复合材料(FRP)筋具有轻质高强、耐锈蚀等优良属性,逐渐成为工程领域中混凝土结构增强筋的新选择之一。FRP筋材料呈现各向异性,相较于普通钢筋具有更高的抗拉强度,但其受剪性能较差,在剪应力和拉应力共同的作用下会大大降低其抗拉强度,导致FRP筋易发生剪切破坏。因此关于FRP筋拉剪复合受力效应的研究具有重要的意义。目前关于FRP筋研究的重点在于混凝土梁、柱结构中,关于框架结构节点中FRP筋应用的研究还较为缺乏。框架节点作为结构中受力最复杂、重要程度最高的构件,在破坏时容易造成结构整体的倒塌,因此有必要对FRP筋在节点中的受力性能展开详细的分析研究。本文选择使用有限元分析软件仿真的方法,根据影响FRP筋混凝土节点受剪性能的参数建立39个节点三维模型,其中包括27个T型节点和12个十字节点。具体研究内容及结论如下:1.对比以往做过的FRP筋节点试验与模拟仿真模型的承载力结果与破坏形态,两者对比结果相一致,从而验证模拟仿真的结果具有有效性。2.详细分析了FRP筋混凝土节点在加载至破坏过程中的荷载-位移曲线、裂缝发展过程、核心区混凝土压应力对比和FRP筋拉应力值和剪应力值结果。重点考察了节点模型中FRP筋拉剪复合受力的变化规律。3.对可能影响FRP筋梁柱节点受剪性能和FRP筋拉剪复合受力效应的核心区箍筋配筋率、梁内纵筋配筋率、梁内箍筋配筋率、梁端剪跨比、核心区箍筋间距和FRP筋筋材纤维种类和节点类型等参数进行分析研究。重点考察各参数对FRP筋混凝土梁柱节点抗剪承载力和FRP筋拉剪复合受力的影响和规律。4.结果表明改变不同的参数会使节点各个位置的FRP筋拉剪复合受力产生不同的变化趋势,在工程领域中应结合实际根据需要加以调整。
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