OpenSees下CFRP加固RC框架结构静力弹塑性分析
2021-06-11朱腾飞尹博博郭新华
朱腾飞 尹博博 郭新华
(广西大学土木建筑工程学院,广西 南宁 530004)
0 引言
工程中往往对新建建筑和老化建筑进行加固和改造维修以满足现有使用要求。目前主要的加固方式有增大截面法、置换混凝土法、外加预应力法、粘钢法、纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer-FRP)加固法等[1]。其中FRP加固方法近20年来在国内应用日益广泛,其优点在于FRP比强度大、比刚度大、耐腐蚀性好,其次FRP加固施工方便,能大幅缩短施工周期减少维修成本。当前已有许多学者对FRP加固进行了研究[2-4],研究成果对于工程实际加固均具有指导意义。
OpenSees全名Open System for Earthquake Engineering Simulation,是由加州大学伯克利分校为主研发而成的开源有限元软件,OpenSees材料库中有着丰富的单轴材料和多轴材料本构,可以使用不同的梁柱单元进行有限元建模,其中的纤维模型可以将截面划分为多个纤维,每个纤维赋予不同的材料属性。采用OpenSees建模进行有限元分析可以大幅度的提高计算速度,节省时间成本。本文基于现有FRP加固研究的理论成果,利用OpenSees有限元软件对采用不同CFRP加固方式的框架进行了Pushover分析,研究了它们的抗震性能并总结出可用的结论为实际工程加固提供指导。
1 框架设计
利用PKPM设计了一个10层框架结构,总高度为35.1 m结构位于7度(0.1g)区,设计地震分组为二组,二类场地类别,基本风压为0.45,楼面活荷载取2.0 kN/m2,楼面恒载取4.2 kN/m2(包括板自重)。填充墙厚240 mm,墙体材料为烧结页岩多孔砖,容重为8.5 kg/m3。设计过程中考虑填充的结构周期折减,折减系数取0.7。板混凝土采用C30等级,保护层厚度15 mm,梁柱混凝土为C35等级,保护层厚度25 mm,纵筋等级为HRB400,箍筋等级为HPB300。……
