Page 237 - 《振动工程学报》2025年第9期

第 9 期 苗丽越，等：钢筋与 BFRP 筋混凝土剪力墙抗震性能对比分析 2167

BFRP-RC 剪力墙延性改善较小，延性系数仅提高了 显增强。由于 BFRP 筋弹性模量小于钢筋，对裂缝开
38%。同时，与 RC 剪力墙相比，BFRP-RC 剪力墙变 展的抑制作用较弱，导致 BFRP-RC 剪力墙耗能能力
形能力下降，当水平配筋率为 0%、0.25%、0.50% 和 明显低于 RC 剪力墙。
1.00% 时，BFRP-RC 剪力墙的延性系数分别为 RC 剪
力墙的 84%、81%、47% 和 48%。这是由于与钢筋相 100000 ρ h =0% 钢筋
比，BFRP 筋弹性模量较小，导致 BFRP 筋约束作用 75000 ρ h =0.25% BFRP筋
较 弱， 对 于 裂 缝 开 展 的 抑 制 作 用 也 较 弱 ， 则 BFRP- ρ h =0.50%
ρ h =1.00%
RC 剪力墙变形能力比 RC 剪力墙差。 累计耗散能量E / (kN·mm) 50000

3.4 软化率 25000

峰值点后试件的变形能力采用软化率来描述。 0
0 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0
软化率 k 的计算方法 [49] 为： 位移角θ / %
(a) 累积耗散能量

P max − P u （2） (a) Cumulative dissipated energy
k =

∆ max −∆ u
2.0
式 中， k 为 试 件 的 软 化 率 ； ∆ max 为 试 件 的 峰 值 位 移 ； ρ h =0% 钢筋
P max 为试件的峰值荷载； P u 为试件的极限荷载，即为 1.5 ρ h =0.25% BFRP筋
ρ h =0.50%
0.85 P max 。 ρ h =1.00%
图 12 给出了 8 个试件的软化率随水平配筋率的 能量耗散系数ζ 1.0
变化情况。水平配筋率为 0%、0.25%、0.50% 和 1.00% 0.5
时，BFRP-RC 剪力墙的软化率分别为 RC 剪力墙的
0
1.9 倍 、 1.9 倍 、 2.2 倍 和 2.4 倍 ， 变 形 能 力 下 降 显 著 ， 0 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0
位移角θ / %
即 BFRP-RC 剪力墙破坏更突然，且脆性更为显著。
(b) 能量耗散系数
但水平配筋率的提高改善了试件的变形能力，水平 (b) Energy dissipation coefficient

配 筋 率由 0% 提 高 到 1.00% 时 ， RC 剪 力 墙 和 BFRP- 图 13 耗能能力
RC 剪力墙的软化率分别下降了 71% 和 63%。 Fig. 13 Energy dissipation capability

80 水平配 RC剪 BFRP-RC 软化率 0.50% 1.00% 3.6 刚 度
0.25%
0%
软化率k / (kN·mm −1 ) 40 0.25% 31 9 60 71% 1.9 63% 线刚度，+P i 为正方向荷载，−P i 为负方向荷载，+Δ 为
60
比值
力墙 剪力墙
筋率
0%
21
1.9
图
中，K i 为割
为试件的刚度退化情况。图
40
14
14
11
2.2
24
0.50%
1.00%
22
2.4
20
为位移。
为荷载，Δ
从图
14
中可以看出，BFRP-RC
0 正方向位移，−Δ 为负方向位移，P 剪力墙初始刚度小于
RC剪力墙 BFRP-RC剪力墙
构件类型 RC 剪力墙，约为 RC 剪力墙的 77%~84%，这主要是

由 BFRP 筋弹性模量小于钢筋导致。加载初期，裂缝
图 12 软化率
Fig. 12 Softening ratio 发展迅速导致试件刚度下降明显，随着水平位移的

增大，刚度退化速度开始减小，8 个试件的最终残余
3.5 耗能能力 400
K i = |+P i |+|−P i | ρ h =0%
能量耗散系数 ζ 由下式计算得到 [50] ： |+Δ i |+|−Δ i | ρ h =0.25%
ρ h =0.50%
E 300
S ABC+CEA Δ ρ h =1.00%
ζ = = （3） P
S OBD+OEF S OBD+OEF 钢筋
式中， S ABC+CEA 为滞回环的面积；E 表示累计耗散能 割线刚度K / (kN·mm −1 ) 200 BFRP筋
量； S OBD+OEF 为 X 轴与滞回环正向和负向峰值点和坐
标轴原点连线所围成的三角形面积之和。 100
图 13 给出了试件的耗能能力。累积耗能量与能
量耗散系数越大，试件的耗能能力越强。由图 13 可 0
0 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0
知，试件处于屈服（弹性）阶段前，累积能量耗散和耗 位移角θ / %

能系数较小，耗能能力相对较差；但达到屈服（弹性） 图 14 刚度退化情况
阶段后，试件主斜裂缝发展充分，试件的耗能能力明 Fig. 14 Stiffness degeneration