介绍： 钢筋混凝土框架结构是工业民用建筑中常见的结构形式之一，因其具有良好的整体性和延性，广泛应用于抗震设防地区。近年来随着地震的频繁发生，混凝土框架结构由于设计不合理，使用不当，年久失修等原因发生了不同程度的损伤。对混凝土框架结构进行加固补强以改善其抗震性能已成为国内外抗震研究的重点。碳纤维布加固方法与钢板加固方法是目前最常用的加固方法，两者各有其优缺点。因此，采用碳纤维和钢板复合加固混凝土框架结构以改善其整体抗震性能成为重要的研究方向。 本文利用有限元软件ANSYS建立了三个钢筋混凝土框架结构模型模拟加固框架在水平低周反复荷载下的试验。其中，得到无加固模型KJ-1的力学性能指标和荷载-位移曲线与试验值对比，验证模型的合理正确性；无加固模型KJ-1、碳纤维加固模型KJ-2和碳纤维加固梁钢板加固柱的复合加固模型KJ-3的滞回曲线和骨架曲线、延性和耗能能力、刚度和承载力等力学性能进行对比分析，研究两种加固方法对框架结构加固后的整体抗震性能的影响。 第一章 绪论 1 §1-1研究背景和意义 1 §1-2 框架加固的目的及方法 2 1-2-1 框架加固的目的 2 1-2-2 框架加固的方法 2 §1-3 CFRP和钢板加固混凝土结构有限元法分析现状 6 1-3-1 钢筋混凝土有限元法研究现状 6 1-3-2 碳纤维加固混凝土结构的有限元研究现状 7 1-3-3 钢板加固混凝土结构的有限元研究现状 8 §1-4 本文研究的主要内容 8 1-4-1 问题的提出 8 1-4-2 主要研究内容 9 第二章 加固钢筋混凝土结构有限元分析方法 10 §2-1 混凝土结构有限元研究 10 §2-2 结构非线性问题 11 §2-3 各种材料的本构关系 11 2-3-1 概述 11 2-3-2 混凝土的本构关系 13 2-3-3钢筋与钢板的本构关系 14 2-3-4 碳纤维材料的本构关系 15 §2-4 单元类型 15 2-4-1 钢筋混凝土单元 15 2-4-2 钢筋单元 16 2-4-3 碳纤维布单元 17 2-4-4 钢板及刚性垫块单元 18 §2-5 混凝土单元破坏准则 18 2-5-1 Von Mises强度理论 19 2-5-2 Willam一Warnke 五参数破坏准则 19 §2-6 ANSYS计算中的非线性分析 20 2-6-1 ANSYS非线性分析计算方程和步骤 20 2-6-2 求解设置和收敛条件 20 §2-7 本章小结 21 第三章 加固钢筋混凝土框架结构抗震试验和有限元计算 22 §3-1框架抗震试验概况 22 3-1-1 试验目的 22 3-1-2 试件的设计与制作 22 3-1-3 框架试件材料参数 23 §3-2 加载方案 24 §3-3 试验结果与结论 25 3-3-1滞回曲线分析 25 3-3-2骨架曲线 25 3-3-3力学性能指标 26 §3-4 有限元模型设计 26 §3-5 ANSYS分析过程 31 3-5-1钢筋混凝土结构有限元模型建立 31 3-5-2简化和基本假定 31 3-5-3前处理过程（Preprocessor） 32 3-5-4 求解 37 3-5-5后处理过程（General Postprocess） 39 §3-6有限元模型合理性验证 41 3-6-1力学性能比较 41 3-6-2滞回曲线与骨架曲线比较 42 §3-7 本章小结 43 第四章 ANSYS有限元计算结果分析 44 §4-1 钢筋混凝土框架模型破坏过程 44 4-1-1单调加载 44 4-1-2 水平低周反复加载 46 §4-2 框架模型滞回曲线和骨架曲线分析 48 4-2-1滞回曲线分析 48 4-2-2 骨架曲线 52 §4-3 框架延性分析与耗能能力分析 55 4-3-1延性分析 55 4-3-2 框架耗能能力分析 56 §4-5 框架刚度退化和承载力退化分析 58 4-5-1刚度退化分析 58 4-5-2 承载力退化分析 60 §4-6 钢筋的荷载-应变曲线分析 61 §4-7碳纤维布与钢板的应力分析 65 4-7-1碳纤维布应力分析 65 4-7-2 钢板应力分析 66 4-7-3 加固材料利用率 66 §4-8 本章小结 67 第五章 结论与展望 69 §5-1 结论 69 §5-2展望 70 参考文献 71 致谢 73 攻读学位期间所取得的相关科研成果 74
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