钢-GFRP复合筋海砂混凝土剪力墙抗震性能试验研究

作     者：刘文亭 

作者单位：深圳大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜宏彪

授予年度：2020年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：SGFCB GFRP箍筋 海砂混凝土剪力墙 抗震性能 残余裂缝 

摘      要：钢筋混凝土结构在建筑工程领域应用广泛。但由于钢筋腐蚀问题,致使结构过早发生破坏。FRP筋混凝土结构可以有效解决这一问题,但FRP筋混凝土结构延性较差,抵御地震作用能力较弱。钢-玻璃纤维增强聚合物复合筋(SGFCB)是一种由普通钢筋作为内芯,外部包裹玻璃纤维(GFRP)的复合筋材,具有强度高、延性好、耐腐蚀性强的特点。将SGFCB用于混凝土结构中不仅可以有效地解决腐蚀问题,还可使结构具有良好的抗震性能。目前,对SGFCB的研究仅局限于梁、柱构件,本文通过合理设计将SGFCB用在剪力墙当中,不仅使其保持良好的抗侧力特性,而且能解决腐蚀环境中钢筋混凝土剪力墙耐久性不足的问题。本文设计了4片钢-GFRP复合筋海砂混凝土剪力墙(SGFCB剪力墙)试件和1片普通钢筋混凝土剪力墙对比试件,研究在不同复合筋钢纤比、轴压比、GFRP箍筋配箍率影响下的SGFCB剪力墙的破坏机理与抗震性能,提出压弯承载力计算公式。为SGFCB剪力墙在实际工程中的应用提供理论依据。主要研究内容如下:(1)完成了4片SGFCB剪力墙试件和1个普通钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复水平荷载下的拟静力试验。考察剪力墙在开裂、屈服、峰值、极限、等关键时刻的变形情况,详细阐述了加载过程中裂缝的发展、试件的破坏过程及形态,研究其破坏机理与破坏模式,验证本文所提出SGFCB剪力墙的可行性与可靠性。(2)通过钢纤比、轴压比、配箍率在2参数水平间的对比,分析试验荷载-位移滞回曲线、骨架曲线,从强度、刚度、延性变形以及耗能能力等方面对SGFCB剪力墙的抗震性能进行研究,并评估了在不同侧移水平下各试件纵筋和箍筋的应力发展情况,得出各试件的截面应变分布。并与钢筋混凝土剪力墙试验结果进行对比分析。(3)基于海砂混凝土和SGFCB本构模型,分析SGFCB剪力墙的压弯受力机理,推导SGFCB剪力墙正截面压弯承载力的计算公式,并与试验结果进行对比分析。