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震害经验表明,早期建造的建筑结构普遍存在抗震概念设计和抗震构造措施方面的缺陷,迫切需要进行抗震加固,即使是按照现行规范设计的建筑结构,由于建筑功能的改变也存在提升抗震性能的需求。另一方面,在地震中经历中等程度损伤或者严重损伤的结构构件需要采取可靠、经济的加固方法进行抗震加固。因此,系统地研究FRP加固未损以及震损钢筋混凝土结构构件的抗震性能具有重要的现实意义。然而,已有的相关研究大多数是基于构件层面的FRP约束未损以及损伤钢筋混凝土柱抗震性能试验研究,仅有少量试验从材料层面研究了FRP约束未损钢筋混凝土的轴压性能,所得到的FRP约束未损钢筋混凝土受压本构模型大部分基于小尺寸的FRP约束低体积配箍率钢筋混凝土试件的轴压试验结果,且未能考虑混凝土强度等级变化的影响。另外,虽然已经有学者研究了FRP约束损伤素混凝土的轴压性能并建立了受压本构模型,针对FRP约束损伤钢筋混凝土轴压性能的专题试验及理论研究至今鲜有报道。针对当前研究中存在的问题以及不足,本研究首先开展了74个中等尺寸CFRP约束未损以及损伤钢筋混凝土方柱的轴压试验,从材料层面研究CFRP约束未损以及损伤钢筋混凝土的轴压性能。在此基础上,进行了6根CFRP加固损伤钢筋混凝土方柱试件的拟静力试验,从构件层面研究CFRP加固损伤钢筋混凝土方柱的抗震性能,主要内容如下:(1)通过改变混凝土强度等级、体积配箍率以及外包CFRP层数,研究在中等或者较高体积配箍率前提下CFRP约束方形截面未损钢筋混凝土的轴压性能,包括极限应力及极限应变、峰值应力及峰值应变、截距应力以及应力–应变关系等。结合已有的CFRP约束低体积配箍率钢筋混凝土试件的轴压试验结果,建立适用于低、中、高体积配箍率情况的CFRP约束方形截面未损钢筋混凝土的受压本构模型。(2)通过改变损伤程度、混凝土强度等级、体积配箍率以及外包CFRP层数,研究单调荷载作用下CFRP约束方形截面损伤钢筋混凝土的轴压性能,包括极限应力及极限应变、截距应力以及初始弹性模量等,建立单调荷载作用下CFRP约束方形截面损伤钢筋混凝土的受压本构模型。(3)通过改变损伤程度、混凝土强度等级、体积配箍率以及外包CFRP层数,研究反复荷载作用下CFRP约束方形截面损伤钢筋混凝土的轴压性能,包括残余塑性应变、卸载刚度、应力衰减因子以及卸载曲线和再加载曲线方程等,建立反复荷载作用下CFRP约束方形截面损伤钢筋混凝土的受压应力–应变滞回模型。(4)通过改变轴压比、损伤程度,研究CFRP约束损伤钢筋混凝土方柱的抗震性能以及加固效果,包括位移延性系数、刚度和强度退化规律以及累积耗能指标等。(5)基于Open Sees有限元平台,将CFRP约束方形截面未损以及损伤钢筋混凝土受压本构模型嵌入Open Sees的单轴材料库中,采用纤维单元进行CFRP加固未损以及损伤钢筋混凝土方柱抗震性能的数值模拟。数值模拟结果与本研究以及已有的试验结果吻合程度良好,证实了本文建议的CFRP约束方形截面未损以及损伤钢筋混凝土受压本构模型的适用性和准确性。本文的主要创新点如下:(1)与已有同类本构模型仅适用于较低体积配箍率情况不同,本文建立的CFRP约束方形截面未损钢筋混凝土受压本构模型适用于低、中、高体积配箍率情况,并且能够考虑混凝土强度变化对约束混凝土极限应变的影响。(2)首次建立了单调荷载以及反复荷载作用下CFRP约束方形截面损伤钢筋混凝土的受压本构模型。(3)开发了基于Open Sees有限元平台的CFRP约束方形截面未损以及损伤钢筋混凝土的材料模块,为精确实现CFRP加固未损以及损伤钢筋混凝土方柱抗震性能的数值模拟奠定基础。