外包碳纤维机敏高强混凝土柱抗震性能研究

针对改善高强混凝土结构抗震性能的问题，充分利用碳纤维复合材料的力学性能和感知特性，发展具有自监测损伤功能的外包碳纤维机敏高强混凝土柱组合构件，建立其抗震分析理论、设计方法和震后安全评定准则。通过研究环氧树脂基碳纤维应力－应变－电阻损伤自监测特性，发展碳纤维标准传感元件；基于碳纤维监测功能，研究外包碳纤维机敏高强混凝土基本力学性能和增强机理，建立其本构关系模型；研究外包碳纤维机敏高强混凝土柱抗震性能的影响因素，建立抗震性能理论分析和设计方法；研究震后柱剩余承载力的简化计算方法，建立震后构件的安全评定方法和标准。通过上述研究，为高强混凝土结构抗震和震后定量安全评定提供新理论和新方法，为发展机敏高强混凝土结构奠定基础。 2100433B

为发挥现代结构材料的优势，实现多种结构材料的优化组合与新型结构体系创新，本项目开展PVC-FRP管钢筋混凝土柱的抗震性能研究。本项目的研究将为大型桥梁与城市高架桥的桥墩等提供新的结构体系等提供新的结构体系。 本项目以PVC-FRP管钢筋混凝土柱为研究对象，重点考虑FRP条带环箍间距、配筋率、配箍率、轴压比、剪跨比等因素对其抗震性能的影响，提出PVC-FRP管钢筋混凝土柱的相关计算方法。（1）开展竖向荷载作用下PVC-FRP管钢筋混凝土柱力学性能研究，提出PVC-FRP钢筋混凝土柱承载力、变形、荷载-位移关系、弯矩-曲率关系曲线的计算方法，建立偏压荷载作用下PVC-FRP管钢筋混凝土柱的应力-应变关系模型。（2）开展低周反复荷载作用下PVC-FRP管混凝土柱抗弯性能试验研究，深入研究PVC-FRP管钢筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的受力性能与破坏机理，系统分析试验各因素对试件承载力、变形、滞回耗能以及抗震性能的影响.（3）开展低周反复荷载作用下PVC-FRP管钢筋混凝土柱抗剪性能试验研究，分析各因素对PVC-FRP管钢筋混凝土柱抗剪性能与抗震性能的影响，研究PVC-FRP管钢筋混凝土柱的破坏形态、抗剪机理、承载力、应变、延性和滞回曲线；（4）提出PVC-FRP管钢筋混凝土柱的抗弯承载力、抗剪承载力、延性系数和轴压比限值的计算方法，建立PVC-FRP管钢筋混凝土柱的恢复力模型。 2100433B

异形柱框架结构能够有效解决普通方矩形柱框架结构室内柱角外露的不足，改善室内环境观瞻，提高室内空间使用效率。普遍应用的异形钢筋混凝土柱由于柱肢较薄，对节点抗剪承载力不利，限制了其在高设防烈度地区的应用，相同设防烈度下房屋最大高度也远远小于普通框架结构。异形钢管混凝土柱框架节点凭借钢和混凝土的组合效应能够有效改善节点抗震性能，目前研究尚处于起步阶段。本项目将进行T形钢管混凝土柱框架节点的抗震性能试验，研究节点的受力机理、破坏模式和力学性能指标，考察轴压比、腹板肢长、钢管含钢率、混凝土强度等级等参数对节点抗震性能的影响规律，评价节点抗震性能的优势和不足。在试验研究基础上，进行节点有限元建模计算，并进行相关参数影响分析，提出节点抗剪承载力简化计算公式和节点低周往复加载恢复力模型，并给出工程应用设计方法。