锈蚀钢筋混凝土框架结构抗震性能有限元分析
发布时间：2023-03-04 21:18
国内现有大量在役钢筋混凝土框架结构建筑物。随着服役时间增加,由于材料性能劣化,结构整体抗震性能将发生退化。即便遭遇设防烈度地震,在役RC框架结构也有产生局部损坏甚至倒塌的风险。现有抗震规范中针对锈蚀结构抗震能力评估计算尚无明确的规范条文进行指导,使得在役RC框架结构抗震性能评估缺乏有效的理论依据。我国地震多发,若忽视在役RC框架结构的抗震能力评估,一旦发生地震必将导致大量人员伤亡及经济损失。文章通过有限元分析的方法运用两种不同的模型类型分别对不同锈蚀状况下的RC框架结构进行了抗震性能研究。运用ABAQUS建立了锈蚀平面框架结构纤维模型并进行了拟静力分析。模拟了大气环境下结构损伤导致的抗震性能退化,观察滞回曲线与骨架线并计算损伤结构抗震性能指标(延性系数、耗能系数、刚度退化系数),得出结论:随使用时间的增长,结构抗侧承载力下降、变形及耗能能力变差、刚度退化幅度增大。研究了单一损伤因素对结构整体抗震性能退化的影响,得出结论:混凝土碳化损伤对结构抗震性能的影响表现为使结构的初始刚度增大、脆性增大、耗能能力降低;钢筋锈蚀损伤对结构抗震性能的影响表现为使结构的抗侧承载力降低、刚度退化、耗能能力降...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 混凝土结构耐久性损伤
1.1.2 地震灾害
1.1.3 选题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 材料层次的研究
1.2.2 构件层次的研究
1.2.3 结构层次的研究
1.3 本文研究内容
第二章 锈蚀钢筋混凝土结构中材料性能的改变
2.1 混凝土中的钢筋锈蚀
2.1.1 混凝土碳化导致钢筋锈蚀
2.1.2 氯盐侵蚀导致钢筋锈蚀
2.2 不同条件下混凝土内钢筋的锈蚀机理
2.2.1 自然环境下混凝土内钢筋的锈蚀
2.2.2 恒电流加速条件下混凝土内钢筋的锈蚀
2.2.3 人工气候环境加速条件下混凝土内钢筋的锈蚀
2.3 锈蚀钢筋力学性能退化
2.4 混凝土的力学性能改变
2.4.1 碳化混凝土的力学性能改变
2.4.2 锈胀裂缝导致保护层混凝土强度的退化
2.5 锈蚀结构钢筋混凝土间粘结性能退化
2.5.1 钢筋混凝土粘结滑移本构关系
2.5.2 锈蚀钢筋混凝土粘结滑移关系
2.6 本章小结
第三章 基于ABAQUS的锈蚀平面框架拟静力分析
3.1 ABAQUS软件简介
3.1.1 概述
3.1.2 钢筋混凝土结构有限元模型的类型
3.2 本章分析模型类型的选取
3.2.1 纤维梁单元模型介绍
3.2.2 材料本构模型的选取
3.3 有限元模型的验证
3.3.1 选取试验模型
3.3.2 有限元模型的建立分析及结果验证
3.4 大气环境下锈蚀框架抗震性能对比分析
3.4.1 碳化深度与时间的关系
3.4.2 钢筋锈蚀深度与时间的关系
3.4.3 具体使用环境与时间下材料参数计算
3.4.4 模拟及结果分析
3.5 单一损伤因素的影响分析
3.6 本章小结
第四章 基于SAP2000 的锈蚀三维框架静力非线性分析
4.1 SAP2000 静力非线性分析方法概述
4.1.1 加载模式
4.1.2 抗震能力评估方法
4.1.3 能力谱和需求谱的转化及其在SAP2000 中的定义
4.1.4 确定性能点
4.2 计算模型
4.2.1 工程概况
4.2.2 SAP2000 有限元模型
4.3 锈蚀框架结构自定义铰参数的确定
4.3.1 Xtract截面分析软件可靠性验证
4.3.2 锈蚀结构材料参数及自定义铰参数确定
4.4 整体锈蚀框架结构静力非线性分析结果对比
4.4.1 结构荷载位移曲线对比分析
4.4.2 结构塑性铰分布及发展对比分析
4.4.3 结构变形性能对比分析
4.5 局部锈蚀框架结构静力非线性分析结果对比
4.5.1 结构荷载位移曲线对比分析
4.5.2 结构层间位移角对比分析
4.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
本文编号：3755017
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 混凝土结构耐久性损伤
1.1.2 地震灾害
1.1.3 选题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 材料层次的研究
1.2.2 构件层次的研究
1.2.3 结构层次的研究
1.3 本文研究内容
第二章 锈蚀钢筋混凝土结构中材料性能的改变
2.1 混凝土中的钢筋锈蚀
2.1.1 混凝土碳化导致钢筋锈蚀
2.1.2 氯盐侵蚀导致钢筋锈蚀
2.2 不同条件下混凝土内钢筋的锈蚀机理
2.2.1 自然环境下混凝土内钢筋的锈蚀
2.2.2 恒电流加速条件下混凝土内钢筋的锈蚀
2.2.3 人工气候环境加速条件下混凝土内钢筋的锈蚀
2.3 锈蚀钢筋力学性能退化
2.4 混凝土的力学性能改变
2.4.1 碳化混凝土的力学性能改变
2.4.2 锈胀裂缝导致保护层混凝土强度的退化
2.5 锈蚀结构钢筋混凝土间粘结性能退化
2.5.1 钢筋混凝土粘结滑移本构关系
2.5.2 锈蚀钢筋混凝土粘结滑移关系
2.6 本章小结
第三章 基于ABAQUS的锈蚀平面框架拟静力分析
3.1 ABAQUS软件简介
3.1.1 概述
3.1.2 钢筋混凝土结构有限元模型的类型
3.2 本章分析模型类型的选取
3.2.1 纤维梁单元模型介绍
3.2.2 材料本构模型的选取
3.3 有限元模型的验证
3.3.1 选取试验模型
3.3.2 有限元模型的建立分析及结果验证
3.4 大气环境下锈蚀框架抗震性能对比分析
3.4.1 碳化深度与时间的关系
3.4.2 钢筋锈蚀深度与时间的关系
3.4.3 具体使用环境与时间下材料参数计算
3.4.4 模拟及结果分析
3.5 单一损伤因素的影响分析
3.6 本章小结
第四章 基于SAP2000 的锈蚀三维框架静力非线性分析
4.1 SAP2000 静力非线性分析方法概述
4.1.1 加载模式
4.1.2 抗震能力评估方法
4.1.3 能力谱和需求谱的转化及其在SAP2000 中的定义
4.1.4 确定性能点
4.2 计算模型
4.2.1 工程概况
4.2.2 SAP2000 有限元模型
4.3 锈蚀框架结构自定义铰参数的确定
4.3.1 Xtract截面分析软件可靠性验证
4.3.2 锈蚀结构材料参数及自定义铰参数确定
4.4 整体锈蚀框架结构静力非线性分析结果对比
4.4.1 结构荷载位移曲线对比分析
4.4.2 结构塑性铰分布及发展对比分析
4.4.3 结构变形性能对比分析
4.5 局部锈蚀框架结构静力非线性分析结果对比
4.5.1 结构荷载位移曲线对比分析
4.5.2 结构层间位移角对比分析
4.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
本文编号：3755017
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