hpfl加固混凝土压弯构件的抗震性能有限元分析及加固设计方法研究

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1、分类号密级HPFL加固混凝土压弯构件的抗震性能有限元分析及加固设计方法研究研究生姓名：何爱波指导教师姓名、职称：蒋隆敏教授学科专业：结构工程研究方向：新型材料及其在结构加固中的应用研究湖南工业大学二零一五年六月七日分类号.密级.HPFL加固混凝土压弯构件的抗震性能有限元分析及加固设计方法研究FiniteElementAnalysisofSeismicPerformanceofHPFLStrengthenConcreteCompression-bendingMemberandStudyonDesignMethodofStrengthening研宄生姓名：何爱波指导教师姓名、职称：蒋隆敏教授

2、学科专业：结构工程研宄方向：新型材料及其在结构加固中的应用研宄论文答辩日期；答辩委员会主席湖南工业大学二零一五年六月七日湖南工业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，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位

3、论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日摘要本文通过ANSYS软件，采用分离式建模的方式，对压弯构件（剪力墙、柱子）进行了抗震性能的有限元模拟分析，并将有限元模拟结果与理论结果、试验结果进行了对比。同时，还建立了HPFL加固RC剪力墙的理论模型和计算公式。利用ANSYS软件对5个不同钢筋网布置方式（相同的钢筋用量或相同的体积配筋率）加固后的剪力墙构件的抗震性能进行了有限元模拟分析，并从加固后构件的滞回特性、骨架曲线、延性、承载力、刚度强度变化规律、耗能能力以及应变等指标来说明HPFL加

4、固后的抗震效果。有限元模拟结果表明加固后剪力墙的承载力、延性、刚度、耗能能力比未加固剪力墙均有不同程度的提高，其中延性提高最明显的是对剪力墙下部进行加密的加固方式，刚度提高最明显的是全面加固方式，抗屈服能力提高最明显的是对剪力墙边缘构件进行增强的加固方式；且加固后剪力墙的强度退化速率明显变缓，钢筋应变在同级位移荷载加载下也较未加固构件的有所减小，说明HPFL加固效果显著。然后对HPFL加固后剪力墙正截面承载力进行了分析，并建立了加固后剪力墙正截面一次受力和二次受力的大、小偏心受压承载力计算公式。最后将有限元模拟值与所建立的理论公式计算值进行了对比，两者符合程度较高，验证了所建立的理论公式

5、的可靠性。在不同轴压比、不同构件形状、不同加固方式、以及构件在一次受力、二次受力的情况下，通过ANSYS软件对HPFL加固后混凝土柱的抗震性能进行了分析，分析结果表明加固后构件的承载力、延性均得到了不同程度的提高，同时强度、刚度的退化速率明显减小，这说明加固后效果显著，但二次受力的加固效果要逊于一次受力的加固效果。另外，分别对加固层纵筋锚入基座与不锚入基座两种工况进行了分析，结果发现加固层纵筋锚入基座的加固效果要明显优于不锚入I基座的，特别是对于二次受力构件而言，加固层纵筋锚入基座的加固方式更能符合工程实际情况。HPFL加固混凝土柱的有限元模拟结果与试验结果的高度吻合性及一致性，验证了有

6、限元模拟中所采用的破坏准则、本构关系、参数设置等的正确性和合理性，说明了有限模拟分析的可行性和可靠性，能够为HPFL加固混凝土柱的力学性能做更深入的研究提供指导。关键词：高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层，压弯构件，抗震加固，有限元模拟，二次受力IIAbstractThispaperadoptstheseparatedmodelingmethodtomakeafiniteelementsimulationanalysisontheseismicperformanceofcompression-bendingmember(shearwalls,columns)throughANSYSsoftwa

7、re.Comparisonsbetweenfiniteelementresultsandtheoreticalresultsaswellastheexperimentalresultsarediscussedinthepaper.Meanwhile,thetheoreticalmodelandthecalculationformulaofRCshearwallstrengthenedwithHPFLareestablished.AN