Prefacio

Materiales compuestos de FRPSe ha convertido en un nuevo material de construcción con excelente rendimiento debido a su peso ligero, alta resistencia, resistencia a la corrosión y fácil construcción. Es favorecido por los ingenieros y es ampliamente utilizado en ingeniería práctica. Las propiedades mecánicas de este tipo de material variarán con su composición y métodos de refuerzo, que han sido objeto de investigación continua en el campo del refuerzo. En este trabajo, se utilizan dos métodos para estudiar la respuesta dinámica no lineal de los marcos reforzados por F.

Dos métodos para marcos de refuerzo de FRP

El marco a analizar en este documento utilizará dos métodos, el refuerzo de unión externa FRP y el refuerzo de mampostería de superficie.

Debido a que la estructura del marco bajo terremoto debe seguir el principio de diseño de columnas fuertes y vigas débiles, la posición de refuerzo se elige en las columnas del marco de cada piso. Hasta ahora, ha habido mucha investigación sobre el método de refuerzo del bobinado posterior a la herida. La ventaja prominente de este método es que proporciona una restricción circunferencial para los miembros de hormigón, restringe efectivamente la deformación transversal del hormigón R debido al efecto de relación de Poisson, mantiene el hormigón en el estado de compresión tridimensional, evita que se expanda y rompa hacia afuera, y por lo tanto mejora la ductilidad de las columnas. Este es un método relativamente maduro, hay muchos ejemplos en la práctica de la ingeniería, el uso de los resultados son satisfactorios. Sin embargo, a partir de los resultados experimentales, este tipo de dirección de la fibra perpendicular a la dirección axial del método de refuerzo envuelto en la columna, la capacidad de carga de la sección transversal de la columna es muy limitada. El segundo método de refuerzo involucrado en este documento, el método NSM, en el que las fibras longitudinales necesarias para mejorar la resistencia a la flexión de las columnas se disponen antes del devanado transversal de la tela FRP, es una buena manera de resolver los problemas anteriores. El método NSM es un nuevo método, que se originó en Canadá y todavía está en la etapa experimental. Es principalmente para superar el problema de pelado prematuro de la envoltura o lámina o placa de FRP en el fortalecimiento de los miembros de la viga. El método concreto es ver algunas ranuras en la superficie de concreto, incrustar barras de FRP o tiras de FRP en ellas, y luego incrustarlas con resina epoxi. De esta manera, el área de contacto entre el compuesto FRP y el concreto aumenta considerablemente, y el efecto de mejorar la falla de pelado es notable. En el experimento de viga en voladizo realizado por el profesor Sam I R izkalla y Tarek H assan, cuando la misma área de las tiras FR P se fortaleció mediante el método de E-B y el método de N-SM, respectivamente, este último mejoró la resistencia y la rigidez de los miembros en un 32% más que el primero. Además, el primero causó un fallo de pelado, mientras que el segundo fue destruido por la trituración del hormigón.

Cálculo de respuestas sísmicas no lineales de marcos reforzados de FRP por análisis de historia de tiempo

Como método de integración directa, el método de historia de tiempo puede analizar más objetiva y verdaderamente la respuesta dinámica de todo el proceso. Por lo tanto, el análisis del efecto de refuerzo de FRP es más confiable.

1. suposición de cálculo

Suposición de sección de plano

La sección normal de cada miembro del marco permanece plana después de la deformación, y la tensión de la sección se distribuye en línea recta, y no se considera el deslizamiento relativo entre la barra de acero y el hormigón, el hormigón y el material de fibra.

Relaciones constitutivas de diversos materiales

Bajo acción sísmica, la no linealidad del material es el factor principal que afecta la respuesta dinámica de las estructuras reforzadas de FRP. Aquí, la relación tensión-deformación de cada material se determina de la siguiente manera:

I) la relación tensión-deformación recomendada por H en el código para el diseño de estructuras de hormigón en China.

III) El FRP puede considerarse como un material elástico lineal ideal cuya dirección del material ortotrópico depende de la dirección de la disposición de las fibras.

2. determinar el modelo mecánico de la estructura.

En el análisis dinámico de estructuras de trama, especialmente en el análisis dinámico no lineal, la cantidad de cálculo es enorme. Desde el punto de vista de la estructura y la mecánica, se adopta un modelo de cálculo simple y confiable para simplificar la ecuación dinámica y reducir el grado de libertad. Teniendo en cuenta que el aumento del grado y la resistencia de las columnas conducirá al cambio de la distribución de la carga y la transferencia de la posición de la bisagra de plástico después de que se utilice FRP, este documento adopta el modelo de una planta 4, es decir, el marco tiene una masa agrupada en cada piso, Y la rigidez entre los pisos está formada por las barras. Este modelo puede resolver las ecuaciones de movimiento de acuerdo con el modelo de capa intermedia con masa agrupada y distribuir las fuerzas externas de acuerdo con la matriz de rigidez del sistema de barras. No solo puede resolver las características dinámicas y la respuesta dinámica de toda la estructura rápidamente, sino que también considera cuidadosamente el estado de trabajo de cada barra (elasticidad o plasticidad).

Modelo de la fuerza 3. Restoring de la estructura

La curva característica de la fuerza de restauración puede reflejar completamente la resistencia, rigidez, ductilidad y capacidad de disipación de energía de la estructura o miembro, que es una base importante para el análisis de la resistencia estructural a terremotos. El modelo de fuerza de restauración utilizado en este documento se muestra en la Fig. L. (a) El diagrama es una línea de esqueleto de modelo de fuerza de restauración bilineal que se usa comúnmente en el estudio de la estructura auxiliar de F R. El círculo 1 es un modelo histerético bilineal que considera el efecto de celosía de Baoxing, que puede reflejar la absorción, disipación de energía, rigidez y degradación de la resistencia de la estructura bajo carga repetida.

4. La elección de las ondas sísmicas.

En el análisis de la historia del tiempo, la entrada de la onda sísmica debe tener en cuenta las características espectrales, la intensidad y la duración de los elementos de Landa, de modo que los resultados del análisis puedan reflejar los eslabones débiles de la estructura. Si los registros sísmicos medidos no coinciden con las condiciones del sitio y los requisitos de fortificación del edificio, se pueden usar algunos métodos artificiales para ajustar las ondas sísmicas. En este trabajo, se utiliza el método de proporcionalidad para el ejemplo, ya que los datos de la onda sísmica de entrada son el resultado del ajuste de la amplitud y el período predominante de los registros sísmicos medidos con condiciones de sitio similares.

5. ecuación dinámica y solución

Conclusión

1. usando material de FRP puede mejorar efectivamente la capacidad asísmica de la estructura del marco y obviamente mejorar la deformación y el fracaso causado por el terremoto.

La mejora de la resistencia estructural está estrechamente relacionada con los métodos de refuerzo. Los resultados muestran que la resistencia del marco reforzado por el método N SM aumenta en aproximadamente un 20% en comparación con el método E B.

3. el modelo de entierro puede predecir la posible posición de la bisagra de plástico y juzgar el modo de falla del marco bajo diferentes métodos de refuerzo.

4. la ubicación de cambios de bisagras de plástico en comparación con eso sin refuerzo de fibra. El ejemplo muestra que la ubicación de las bisagras de plástico se ha desplazado desde la parte superior de la columna inferior hasta el final de la viga, lo que mejora el modo de falla de la estructura y aumenta la reserva de consumo de energía del marco.