人工地震波作用下碳纤维加固节点抗震性能分析

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1、中图分类号：TU973密级：公开UDC：624单位代码：10460人工地震波作用下碳纤维加固节点的抗震性能分析AnalysisonSeismicPerformanceofCarbonFiberReinforcedNodestoArtificialSeismicWave申请人姓名刘婷申请学位工学硕士学科专业防灾减灾工程及研究方向大跨、高耸结构的抗防护工程震、隔震与振动控制导师魏海霞职称副教授提交日期2013.6答辩日期2013.6河南理工大学河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：人工地震波作用下碳纤维加固节点的抗震性能分析，

2、是我个人在导师魏海霞的指导下进行的研究工作及取得的成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及魏老师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采

3、用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：指导老师签名：年月日致谢本文是在魏海霞老师的悉心指导下完成的，从论文选题、进展过程到最后的修改、定稿都凝聚着魏老师太多的心血。在攻读硕士研究生期间，魏老师给我创造了良好的学习环境和氛围，我深深受益于老师的关心和谆谆教导。魏老师在学业上对我严格要求，在论文开题和撰写过程中，她不仅给我提供了大量的相关文献，并且在我遇到学术上的问题时不厌其烦的解释，直到我理解清楚。这些都无不反映出她强烈的责任感和严谨的治学态度。在

4、此谨向魏老师致以真挚的感谢和崇高的敬意！特别感谢河南理工大学土木工程学院的相关领导和老师在四年的本科和三年的研究生生涯中对我的关心和帮助，使我在思想上、生活上、学习上都有了很大的提高，我借此机会表示真诚的谢意！感谢老乡陶鹏举和师兄岳军辉的帮助！正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个个的困难和疑惑，直到本文的顺利完成。感谢我的同窗好友在研究生阶段的学习和生活中给予的帮助!在此特别感谢我的父母及亲人，他们含辛茹苦、默默的在背后支持着我的学业，我每一次的成功和收获无不浸透着他们的汗水和心血。最后，感谢各位专家、教授于百忙之中对论文的审阅。摘要节点是钢

5、筋混凝土框架结构中极其重要的组成部分，强节点可以使框架结构的整体性得到保证，并起到分配和传递内力，协调各个杆件共同抵抗外力的作用。由于各种外在原因，节点区域往往会存在一些失效的风险。如规范的调整、建筑功能的改变、设计或施工上的漏洞、化学侵蚀等，都可能引起对建筑物的加固补强。特别是对由于种种原因而在节点核心区没有做抗震设计的低配筋结构构件，不符合“强节点，弱构件”的抗震设计原则，更需要对节点进行加固处理。因此，对节点区的加固是非常有必要的。本文先是用matlab编程通过输入的爆破地震波生成反应谱和功率谱，由功率谱求得傅里叶幅值谱和相位谱，再根据相关

6、公式做傅里叶逆变换，加上强度包络线后即可得到人工地震波。而后通过有限元分析软件ANSYS建立了混凝土框架模型，在合成人工地震波的作用下模拟其地震反应。再在ANSYS中建立四个由上述框架中提取出的梁柱平面节点模型，其中一个不做加固，其它三个用不同的碳纤维粘贴方式（柱粘贴碳纤维、梁粘贴碳纤维和节点核心区粘贴碳纤维）进行加固，所建模型中不考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移，分别对这四个节点进行人工地震波作用下的抗震性能分析。重点研究了加固后的混凝土框架节点核心区的抗震性能，探讨了节点加固前后的受力和变形，并对比分析了三种不同的加固方法对节点核心区受力性能的

7、影响，寻找更为行之有效的加固方式。模拟试验得出了人工地震波作用下各框架节点的变形情况、总位移、应力应变以及混凝土、钢筋和碳纤维布的应力分布。结果表明有限元分析结果与前人的试验结果相吻合。关键词：人工地震波；钢筋混凝土框架节点；碳纤维加固；抗震性能；有限元分析IabstractNodeisanimportantpartofthereinforcedconcreteframestructure,theintegralityisguaranteedbyusingthestrongnode,whichcandistributeandtransmitint

8、ernalforceaswellascoordinateeachbartoresistexternalforces.Duetovario