锈蚀钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

发布时间：2017-08-28 01:42

  本文关键词：锈蚀钢筋混凝土框架结构抗震性能分析

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【摘要】：经过近百年的发展,钢筋混凝土框架结构因具有造价低廉、布置灵活等优点而被广泛应用于住宅、医院、临界商铺等中低层建筑中。随着服役时间的增长,在环境腐蚀因子的诱导激励下,RC框架结构极易发生腐蚀,钢筋的锈蚀不仅造成RC结构外观的破坏,更会造成其组成材料的力学性能的劣化,最终表现为整体结构抗震性能的削弱,使得结构遭遇未来可能的地震作用时破坏风险加大。因此,本文以锈蚀劣化RC框架结构作为研究对象,分别从材料、构件和结构层次3个方面研究其抗震性能,以期为锈蚀劣化RC框架结构的抗震性能评估及维修、加固提供理论参考依据。本文主要研究内容和结论如下:1)在已有文献工作的基础上,细致分析了钢筋的锈蚀机理及钢筋锈蚀后RC材料的力学性能;2)采用ABAQUS有限元软件分析不同锈蚀程度的RC基本构件(梁、柱)的抗弯性能及抗压弯性能,对锈蚀构件的力学性能指标进行量化分析;3)采用ABAQUS软件研究了锈蚀RC框架柱的滞回性能,对不同锈蚀程度的RC框架柱构件的抗震性能指标退化规律进行综合评定,同时建立了锈蚀框架柱构件的恢复力模型;4)采用SAP2000软件,对锈蚀RC框架结构进行静力弹塑性分析,在此基础上综合评定锈蚀结构的抗震性能。本文研究表明,钢筋锈蚀将导致RC框架结构的材料力学性能、结构基本构件和整体结构的抗震性能指标发生劣化,并且随着锈蚀率的增大,锈蚀RC框架结构的抗震性能指标演化(退化)速率加剧,不利于锈蚀结构抗震性能的发挥,造成锈蚀结构遭遇地震作用时其破坏的风险性及破坏程度加大。
【关键词】：RC框架结构 锈蚀 退化规律 抗震性能
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375.4;TU352.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.2 国内外研究现状与分析13-19
• 1.2.1 锈蚀RC材料研究14-16
• 1.2.2 锈蚀RC框架构件研究16-18
• 1.2.3 锈蚀RC框架结构研究18-19
• 1.3 本文拟开展的研究工作19-21
• 2 有限元建模理论及锈蚀钢筋混凝土材料力学性能21-39
• 2.1 有限元建模基本理论及过程21-23
• 2.2 锈蚀RC材料力学性能23-34
• 2.2.1 腐蚀混凝土力学本构模型及其材性退化23-31
• 2.2.2 锈蚀钢筋力学模型及其材性退化31-34
• 2.3 锈蚀粘结滑移模型确定及其性能退化34-38
• 2.3.1 未锈蚀粘结滑移模型确定35-36
• 2.3.2 锈蚀损伤粘结滑移模型确定36-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 锈蚀钢筋混凝土框架结构基本构件静力性能退化研究39-60
• 3.1 锈蚀RC梁静力承载力特性退化研究39-51
• 3.1.1 未锈蚀RC简支梁几何参数及材料参数40-41
• 3.1.2 未锈蚀RC简支梁有限元建模过程41-43
• 3.1.3 未锈蚀RC简支梁模型有限元计算结果可靠性验证43-45
• 3.1.4 锈蚀RC简支梁宏观力学性能数值分析45-51
• 3.2 锈蚀RC框架柱静力承载力特性退化研究51-59
• 3.2.1 未锈蚀RC框架柱有限元计算结果验证52-55
• 3.2.2 锈蚀RC框架柱有限元计算结果55-59
• 3.3 本章小结59-60
• 4 锈蚀钢筋混凝土框架柱滞回性能及恢复力模型研究60-85
• 4.1 锈蚀RC框架柱滞回性能退化研究60-72
• 4.1.1 未锈蚀RC框架柱几何尺寸参数及材料强度参数61-62
• 4.1.2 未锈蚀RC框架柱有限元模型建模过程62-63
• 4.1.3 未锈蚀RC框架柱有限元模型计算结果可靠性验证63-64
• 4.1.4 锈蚀RC框架柱滞回性能比较分析64-72
• 4.2 锈蚀RC框架柱恢复力模型研究72-83
• 4.2.1 锈蚀RC框架柱恢复力模型选取72-74
• 4.2.2 锈蚀RC框架柱恢复力模型骨架曲线关键点参数确定74-77
• 4.2.3 锈蚀RC框架柱恢复力模型刚度退化准则77
• 4.2.4 锈蚀RC框架柱恢复力模型计算结果比较分析77-83
• 4.3 本章小结83-85
• 5 锈蚀钢筋混凝土框架结构Pushover分析85-105
• 5.1 Pushover分析方法简述85-88
• 5.1.1 Pushover分析前处理85-87
• 5.1.2 Pushover分析结果后处理87-88
• 5.2 工程结构概况88-91
• 5.3 本章分析思路及未锈蚀结构计算结果可靠性比较分析91-94
• 5.3.1 本章研究思路91
• 5.3.2 RC框架柱截面自定义铰PM参数可靠性比较分析91-94
• 5.4 锈蚀RC框架结构计算结果比较分析94-104
• 5.4.1 锈蚀RC框架柱铰PM曲线及梁主弯矩铰M3强度退化分析94-96
• 5.4.2 锈蚀RC框架结构Pushover分析96-104
• 5.5 本章小结104-105
• 6 结论与展望105-107
• 6.1 结论105-106
• 6.2 展望106-107
• 参考文献107-112
• 致谢112-113
• 个人简历及科研状况113

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本文编号：746808