多龄期建筑腐蚀及抗震性能研究

发布时间：2018-09-07 10:42

【摘要】：本文对我国在役建筑进行了大量调查研究,分析结构耐久性影响因素,根据工程实测及调查数据,统计出建筑材料性能随结构龄期的变化规律,建立我国多龄期建筑结构腐蚀模型,根据结构腐蚀模型对结构进行地震反应分析,为我国在役多龄期建筑实行全面震害模拟与评估提供可靠的研究基础。本文对两种大气环境(一般大气环境和近海大气环境)下的在役钢筋混凝土结构和钢结构进行工程实测,实测地区包括西安、太原、攀枝花、泉州等。根据实测结果拟合出了以混凝土抗压强度推定值为参数的混凝土碳化深度预测模型;根据建立的碳化深度模型及本课题组其他成员通过试验得到的钢筋锈蚀速率和环境温度、湿度、保护层厚度等关系,拟合出了一般大气环境下的钢筋锈蚀深度预测模型;考虑到近海大气环境下混凝土碳化对氯离子侵入的影响,通过对泉州在役不同龄期钢筋混凝土结构碳化深度及钢筋表面氯离子浓度的实测,分析拟合出了以混凝土碳化深度和钢筋表面氯离子浓度为参数的钢筋锈蚀深度预测模型。由于我国钢结构在工业建筑领域应用比较广泛,而且工业环境空气污染比较严重,所以本文对太钢、攀钢等钢结构工业厂房进行钢材取样,然后对所取钢材样品的锈蚀深度、屈服强度以及极限强度等进行了试验测试,根据测试结果拟合出了钢结构构件锈蚀深度预测模型及锈蚀构件力学性能衰减模型。本文对课题组试验的3根腐蚀程度不同的钢筋混凝土梁进行了有限元模拟分析,结果表明本文所用模型可以很好的模拟动力荷载下构件的极限承载力。根据拟合的近海大气环境下钢筋锈蚀深度预测模型以及工业大气环境下钢结构构件力学性能衰减模型,用有限元分析软件ABAQUS对不同龄期(0年、20年、30年、40年、50年)的RC框架结构和钢排架结构进行地震反应分析,根据分析结果绘制结构水平位移随龄期的变化规律,进一步分析结构抗震性能随结构龄期的变化规律。
[Abstract]:In this paper, a large number of in-service buildings in our country have been investigated and studied, and the influencing factors of structural durability have been analyzed. According to the measured and investigated data of engineering, the variation law of building material performance with the age of structure has been calculated. The corrosion model of multi-age building structure in China is established, and the seismic response analysis of the structure is carried out according to the structural corrosion model, which provides a reliable basis for the comprehensive earthquake damage simulation and evaluation of the existing multi-age buildings in our country. In this paper, the existing reinforced concrete structures and steel structures in service under two kinds of atmospheric environment (general atmospheric environment and offshore atmospheric environment) are measured. The measured areas include Xi'an, Taiyuan, Panzhihua, Quanzhou and so on. According to the measured results, the prediction model of concrete carbonation depth based on the predicted value of concrete compressive strength is fitted, and the corrosion rate and ambient temperature of reinforcing steel bar obtained by test by other members of our research group are analyzed. The prediction model of corrosion depth of steel bar in general atmospheric environment is fitted according to the relation of humidity and thickness of protective layer, considering the influence of carbonation of concrete on chloride intrusion in offshore atmospheric environment, Based on the measurement of carbonation depth and chloride ion concentration of reinforced concrete structure in Quanzhou at different ages in service, a prediction model of corrosion depth of steel bar is developed, which takes the depth of concrete carbonation and the concentration of chloride ion on the surface of steel bar as parameters. Because steel structures in China are widely used in the field of industrial construction and the air pollution in industrial environment is serious, this paper takes steel samples from steel buildings of Taigang and Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd., and then the corrosion depth of the steel samples taken. The yield strength and ultimate strength were tested. According to the test results, the prediction model of corrosion depth and the attenuation model of mechanical properties of corroded members were obtained. In this paper, three reinforced concrete beams with different corrosion degree are simulated and analyzed by finite element method. The results show that the model can well simulate the ultimate bearing capacity of members under dynamic load. According to the fitting prediction model of steel corrosion depth in offshore atmospheric environment and the attenuation model of mechanical properties of steel structural members under industrial atmospheric environment, The seismic responses of RC frame structures and steel bent structures of different ages (0, 20, 30, 40, 50 years) are analyzed by using finite element analysis software ABAQUS. The variation of horizontal displacement with age is drawn according to the analysis results. Furthermore, the variation of seismic behavior with the age of the structure is analyzed.
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU352.11

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本文编号：2228032