考虑钢筋锈蚀的RC结构抗连续倒塌性能分析

发布时间：2020-05-08 02:54

【摘要】：完好结构在局部发生初始损伤时,会引起结构局部或整体发生与初始损伤不成比例的失效,造成连续倒塌的发生。在已有关于RC结构连续倒塌研究中,通常忽略了钢筋锈蚀的影响。事实上,钢筋锈蚀的发生会引起RC结构整体性能的退化,但是钢筋锈蚀对RC结构抗连续倒塌性能的影响还未获得足够的重视。为此,本文针对锈蚀RC结构的抗连续倒塌性能进行了较为深入的研究,主要内容如下:(1)将钢筋锈蚀引起的结构性能退化因素及其物理模型进行了系统地梳理,明确了锈蚀结构性能退化物理模型地不确定性。基于OpenSees建立了完好RC梁柱子结构的抗连续倒塌性能分析模型,并通过与试验数据进行对比,验证了模型的可靠性。基于OpenSees模型,考虑钢筋锈蚀引起的结构性能退化因素的物理模型不确定性,研究了其对RC结构抗连续倒塌性能的影响。(2)通过参数化分析,探讨了钢筋锈蚀率、跨高比、钢筋强度等多个因素对锈蚀RC结构抗连续倒塌性能的影响。基于锈蚀RC结构的Pushdown曲线,计算峰值荷载和极限荷载的锈蚀退化系数作为判别锈蚀RC结构性能退化水平的基本参数。通过灵敏度分析,研究了上述不同因素对峰值荷载与极限荷载锈蚀退化系数的影响,进而得出峰值荷载、极限荷载和极限位移的锈蚀退化系数预测模型。(3)基于能量平衡法,将锈蚀RC结构的静力Pushdown曲线转化为连续倒塌动力响应曲线,并在其上定义峰值荷载和极限荷载的动力影响系数。通过对峰值荷载和极限荷载的动力响应系数进行分析,获得其预测模型。(4)考虑钢筋锈蚀在空间的不确定性分布,基于(1)中建立的锈蚀RC结构连续倒塌OpenSees模型,建立可以考虑不均匀锈蚀的RC结构连续倒塌分析模型,并研究了锈蚀在空间的分布不均匀性对RC结构抗连续倒塌性能的影响。
【图文】：

）、残余段（r ）。其转折点处的特征值，可以根据文献[74]采用。图2-15 基本粘结滑移曲线( )2f x 是位置函数，反应粘结滑移本构随位置的变化：( )2 3 422.3 7.7 14.2 +4.2x x x xf xL L L L + (2-59)式中，L 为钢筋埋置长度。8. 袁迎署[35]对浇筑在混凝土中的钢筋进行通电锈蚀，试件中钢筋平均锈蚀率范围 0-10%，通过拔出试验测量锈蚀后钢筋与混凝土的粘结强度。采取的基本粘结滑移关系和赵羽习相同，将 曲线分为五段，锈蚀后的特征强度，可按下式计算：滑移强度值：( )*1.0s s s s s s K (2-60a)劈裂强度值：( )*1.0cr cr s cr cr cr K (2-60b)极限强度值：( )*1.0u u s u u u K (2-60c)式中，s 为钢筋的锈蚀率； 表示锈蚀前的强度值；* 锈蚀后的强度值；系数K 反应了保护层厚度和钢筋直径的影响：15.003 4.134(C/ )sK d(2-61a)12.397 3.021(C/ )crK d(2-61b)10.544 1.586( / )uK C d(2-61c)式中

梁-柱子结构 P2图3-1 框架结构纵（横）向立面图图3-2 梁立面及截面图3.2.2 基于 OpenSees 的 RC 梁柱子结构建模基于 OpenSees 对上述梁柱子结构进行有限元建模。梁构件采用基于位移的梁柱单元，每梁段分为 6 个单元，每单元包含 5 个积分点。构件截面采用纤维截面模型，纤维模型基于平截面假定，，能够很好的模拟构件的弯曲变形和轴向变形，但忽略了钢筋与混凝土之间的粘结滑移。坐标转换采用 OpenSees 中的 corotational
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375

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本文编号：2653994