鋼筋粘結(jié)滑移對FRP約束鋼筋混凝土柱非線性阻尼及動力響應(yīng)的影響.pdf

1、FRP材料具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、施工方便等優(yōu)點，在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的加固改造中應(yīng)用廣泛。國際上對FRP加固混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的靜力性能和動力響應(yīng)的研究較多，但是對其阻尼性能的研究有限。在抗震分析時，阻尼比對結(jié)構(gòu)的計算響應(yīng)影響很大，但由于阻尼機(jī)理復(fù)雜，影響因素很多，所以在FRP約束鋼筋混凝土柱動力分析中多采用常阻尼來處理。此外，鋼筋與混凝土作為兩種不同的材料，變形較大時會在其接觸面上產(chǎn)生滑移。在已有的FRP約束混凝土柱動力分析中，往往忽略鋼筋粘

2、結(jié)滑移的影響，這與實際情況是不相符的。
　　基于以上問題，本文將基于非線性阻尼理論，研究鋼筋粘結(jié)滑移對FRP約束鋼筋混凝土柱動力響應(yīng)的影響。本文采用非線性有限元程序OpenSEES對FRP約束鋼筋混凝土柱耗能性能進(jìn)行建模，利用柱端零長度單元來模擬鋼筋的粘結(jié)滑移，并將計算得到的滯回曲線與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以此來驗證模型的合理性。在應(yīng)力相關(guān)阻尼的基礎(chǔ)上，分別建立了FRP約束鋼筋混凝土圓柱和方柱考慮鋼筋粘結(jié)滑移的單位體積耗能公式，并用能

3、量法定義了相應(yīng)的非線性阻尼比。分別計算簡諧荷載、地震荷載作用下，考慮鋼筋粘結(jié)滑移后FRP約束鋼筋混凝土柱的動力響應(yīng)，并與不考慮鋼筋滑移的計算結(jié)果進(jìn)行比較。主要工作如下:
　　(1)在OpenSEES中選取合適的FRP約束混凝土的本構(gòu)關(guān)系，并對零長度單元中反應(yīng)鋼筋粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的參數(shù)進(jìn)行合理取值分析。將非線性梁柱單元與零長度單元結(jié)合進(jìn)行建模，并從滯回環(huán)耗能的角度，將FRP約束鋼筋混凝土柱耗能的計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比。
　

4、　(2)在Lazan提出的應(yīng)力相關(guān)阻尼的基礎(chǔ)上，考慮配筋率、FRP體積率、混凝土強度、軸壓比的影響，得出考慮鋼筋粘結(jié)滑移后FRP約束混凝土柱的單位體積耗能公式，并分析了五種影響因素與單位體積耗能的關(guān)系。單位體積耗能（△U)隨著f(s）的增大，呈先慢后快地增長;相同f(s)，單位體積耗能（△U)隨著混凝土強度等級(fc）的升高、軸壓比(n)的增大而減小，隨著配筋率(ρ)的增大而增大;最大單位體積耗能隨FRP體積率(γ)的增大而增大。