FRP筋混凝土框架结构抗震性能有限元分析

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近年来,众多学者对FRP筋混凝土梁、柱等FRP筋混凝土构件的受力性能、变性特点、破坏模式等进行了一系列研究,对FRP筋混凝土框架结构的整体性能研究相对较少。本文在前人研究成果的基础上,进一步分析了AFRP筋混凝土框架的结构性能,并建立FRP筋混凝土框架结构有限元模型,分析AFRP筋、CFRP筋及GFRP筋混凝土框架模型的荷载-位移滞回曲线及骨架曲线、延性性能、刚度退化、强度衰减、耗能能力等抗震性能特点,得出以下主要结论:1、与钢筋相比,FRP筋抗拉强度高、弹性模量低,所以FRP筋混凝土结构在荷载作用下承载力高、变形大,在进行FRP筋混凝土框架结构设计时,要着重考虑结构侧移和层间位移;同样在进行FRP筋混凝土构件设计时,也要重点考虑构件的挠度、裂缝等;2、FRP筋容易损坏,施工时宜预先安装好,再吊装至施工平台。通常施工用的FRP筋直径较小,所需根数较多,故绑扎密集,在振捣混凝土时,易损坏FRP筋,最好采用流动性较高混凝土;3、三种类型FRP筋中,CFRP筋弹性模量高、强度高,AFRP筋次之,GFRP筋最小,所以三种类型FRP筋混凝土框架中,CFRP筋混凝土框架的承载力最高,AFRP混凝土框架次之,GFRP筋混凝土框架最小;4、三种类型FRP筋混凝土框架模型中,AFRP筋混凝土框架模型的延性性能最好;5、CFRP筋混凝土框架模型的刚度明显大于其他两种模型。在荷载作用下,三种FRP筋混凝土框架模型的刚度退化曲线走势一致,位移荷载较小时,刚度较大,随荷载增加,刚度开始退化,且前期刚度退化迅速,后期由于混凝土损伤趋于稳定,模型刚度退化趋缓;6、AFRP筋和GFRP筋混凝土框架结构的强度衰减情况和耗能能力较接近,均好于CFRP筋混凝土框架结构。
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