高性能纖維混凝土剪力墻受力性能研究基本信息

通過高性能纖維混凝土剪力墻的試驗研究和理論分析，探討鋼纖維和合成纖維對鋼筋混凝土剪力墻的受彎、受剪性能及抗震性能的影響，分析纖維品種、纖維摻加方式和纖維摻量等因素對不同混凝土強度等級的剪力墻的剛度、裂縫寬度、延性、耗能能力等的增強、增韌效果，建立受彎承載力和受剪承載力的計算模型和相應的計算方法以及延性耗能能力的評價方法。對于已損壞剪力墻，采用高性能自密實混凝土置換損壞混凝土并粘貼纖維增強塑料（FRP）的方法進行修補，通過試驗研究，探索FRP材料與高性能混凝土間的粘結機理，分析該加固方法對剪力墻受彎、受剪性能的加固效果和對抗震性能的改善作用，建立加固后剪力墻的受彎、受剪承載力的計算方法以及抗震性能的評價方法。本項目對于發(fā)展和完善纖維混凝土設計理論和結構加固理論、推廣新材料的應用具有較大的理論和實際意義。 2100433B

通過高性能鋼纖維混凝土梁柱邊節(jié)點、中節(jié)點和板柱節(jié)點的試驗研究和理論分析，探討鋼纖維對節(jié)點受剪性能和抗震性能的影響，分析鋼纖維摻入方式、鋼纖維體積率、混凝土強度等級等因素對高性能鋼纖維混凝土節(jié)點抗裂性能、受剪承載力、延性和耗能能力等的增強和增韌效果，提出高性能鋼纖維混凝土進入相鄰梁和柱、板和柱的適宜深度值、保證節(jié)點區(qū)鋼筋不擁擠的適宜鋼纖維體積率以及高性能鋼纖維混凝土節(jié)點的截面限制條件，建立高性能鋼纖維混凝土節(jié)點受剪承載力的計算模型和設計方法以及恢復力計算模型和計算方法，為進一步完善我國的纖維混凝土結構技術規(guī)程提供試驗依據(jù)和理論支撐。本項目對完善和發(fā)展鋼纖維混凝土設計理論、推廣新材料在工程中的應用具有較大的理論和實際意義。 2100433B

鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻是高層建筑結構中最重要的抗側力結構，其受力性能對整體結構的抗震性能至關重要，采用鋼纖維改善鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻的耗能能力是非常有效的措施。本項目對鋼纖維增強鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻進行了研究，取得了以下研究成果： （1）完成了低周反復荷載下鋼筋鋼纖維混凝土連梁的試驗，研究了鋼纖維體積率、鋼纖維混凝土強度和連梁跨高比等對鋼筋鋼纖維混凝土連梁剛度、裂縫、承載力、延性和抗震性能等的影響規(guī)律，提出了連梁斜截面受剪承載力的計算方法； （2）完成了3層鋼筋鋼纖維混凝土連梁和鋼筋混凝土剪力墻組成的聯(lián)肢剪力墻在低周反復荷載下的試驗，研究了鋼筋鋼纖維混凝土連梁和鋼筋混凝土墻肢中裂縫的發(fā)展形態(tài)和分布、側向位移、剛度、延性等，探討了鋼纖維混凝土強度等級對聯(lián)肢剪力墻抗震性能的影響。結果表明，在聯(lián)肢剪力墻的鋼筋混凝土連梁中摻入鋼纖維，能夠提高連梁的承載力和耗能能力，進而提高了整體剪力墻結構的抗震能力，剛度和承載力衰減程度降低； （3）完成了3層鋼筋鋼纖維混凝土連梁和鋼筋鋼纖維混凝土剪力墻組成的聯(lián)肢剪力墻在低周反復荷載下的試驗，分析了鋼纖維體積率對聯(lián)肢剪力墻承載力、延性、剛度和耗能能力的影響，研究了鋼筋鋼纖維混凝土連梁的受力性能和剪力墻結構承載能力和變形能力的關系。分析表明，在聯(lián)肢剪力墻中加入鋼纖維，可提高結構的承載力、延性和耗能能力，延緩了剪力墻結構的剛度退化。 （4）完成了鋼筋鋼纖維混凝土連梁、鋼筋鋼纖維混凝土剪力墻、鋼筋鋼纖維混凝土連梁和鋼筋鋼纖維混凝土剪力墻組成的聯(lián)肢剪力墻的非線性分析，分析了連梁和剪力墻的恢復力特征，以及鋼纖維對骨架曲線和滯回曲線特征點的影響規(guī)律和計算公式，提出了骨架曲線和滯回曲線的數(shù)學表達式。 （5）通過聯(lián)肢剪力墻受力性能的數(shù)值分析，研究了連梁跨高比、剛度折減系數(shù)、混凝土強度等對聯(lián)肢剪力墻的承載力、剛度、延性和耗能能力的影響，對聯(lián)肢剪力墻中連梁和墻肢的設計提出了建議。 基于上述研究成果，已發(fā)表學術論文8篇，取得發(fā)明專利1項，培養(yǎng)青年教師3人，培養(yǎng)研究生7人。研究成果對于構建具有足夠承載力、延性、剛度、耗能能力等的鋼纖維混凝土聯(lián)肢剪力墻新型抗震結構體系，提高整體建筑物的抗震能力，發(fā)展和完善纖維混凝土理論，具有重要的科學意義。 2100433B