基于能力谱法的FRP加固混凝土结构抗震性能研究.pdf

Classified Index : U. D. C: Dissertation for the Master Degree of Engineering SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF FRP RETROFITTING CONCRETE STRUCTURES BASED ON CAPACITY SPECTRUM METHOD Candidate : MIAO Haibo Supervisor : Assoc. Prof. HE Zheng Academic Degree Applied for : Master of Engineering Specialty : Structural Engineering Date of Defence: May, 2007 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 摘要- I - 摘要 Pushover 分析方法是一种评估结构抗震能力的方法,主要用于对现有结构或者设计方案进行抗侧移能力验算,它有效地避免了非线性动力分析方法的复杂计算,是一种简单有效的结构抗震能力评价工具。 FRP 抗震加固混凝土结构具有施工方便、质量易于控制且不会影响原有结构体系的正常使用和加固后钢筋混凝土柱的刚度等优点,但现阶段研究主要集中在 FRP 抗震约束混凝土构件方面,针对结构性能的研究尚显不足。将 Pushover 分析方法与 FRP 抗震加固结合起来的加固设计方法能有效地分析出原结构的薄弱环节及加固后结构性能提高的具体信息。本文主要针对与 Pushover 分析结合的 FRP 抗震约束加固设计方法的具体计算过程及其对加固结构性能的影响进行研究。一方面,通过与 60 个地震动记录统计分析得出的平均强度折减系数谱的比较,对能力谱方法的核心内容之一强度折减系数模型进行分析,结果表明,各种场地条件下, Fajfar 模型综合表现最优。另一方面,从 FRP 约束混凝土柱构件的试验和理论研究两方面对三类 FRP 抗震加固设计方法:直接加固设计法、等效配箍法和 FRP 约束混凝土截面分析法进行研究比较,结果表明, FRP 约束混凝土截面分析法能分析 FRP 约束混凝土构件所有重要性能特征段(弹性段、屈服段和破坏段)且结果准确,是现阶段研究 FRP 约束混凝土构件性能的理想方法。最后,通过对梁、柱构件截面分析的方法,对一个 6 层的混凝土框架结构进行 FRP 抗震加固设计,阐述与 Pushover 分析结合的 FRP 抗震加固设计方法的具体计算过程,并对加固前后结构的性能进行比较,结果表明, FRP 抗震加固有效提高了结构的延性,大大增强了结构的抗震性能,与能力谱方法的结合使用,能清楚显示出原结构的薄弱环节及加固后结构提高的具体信息,是一种理想的 FRP 抗震加固设计方法。关键词 FRP ;混凝土结构;抗震加固;能力谱方法; Pushover 分析哈尔滨工业大学工学硕士学位论文- II - Abstract The pushover analysis met hod is a good means to ev aluate the earthquake- resistance of building struct ures, which has been widely used in the reassessment of lateral force resistant system of as-built structures or newly-designed structures. This simple and effective method does not contain plex solution process as included m only-used nonlinear dynamic analysis method. The application of fiber reinforced polymer (FRP) to the seismic retrofit of concrete structures can lead to more efficient construction process and easier quality control. Unfortunately, the techno logies of retrofitti ng with FRP are now focusing on capabiliti es of the elements but the s