基于材料退化的钢筋混凝土梁桥抗震性能研究
发布时间：2021-11-21 09:51
钢筋混凝土桥梁在我国占有相当大的比例,混凝土结构建成后,在所处的自然环境和使用条件下,长期经受昼夜温差和湿度的交替变化,以及周围水介质中有害物质的物理和化学腐蚀的作用,使结构的外表和内部材料性能产生劣化,进而出现不同程度的破裂、损伤等现象。因此,现实中的桥墩在服役状态下必然存在由于耐久性不足而产生一定的损伤,往往导致桥墩的承载能力退化,抵抗地震等自然灾害的能力下降。本文针对材料性能的退化对桥梁结构抗震性能的影响进行分析,可为桥梁的全寿命设计、既有桥梁的运营以及抗震性能评估等提供理论依据。本文主要开展以下几方面的研究:（1）对于钢筋混凝土结构材料退化因素的研究,首先分析了材料退化的因素,进而分别总结出结构在碳化、冻融、氯离子等单个影响因素与双因素作用下,结构材料性能退化与所处时间的关系,得出钢筋与混凝土的材料退化模型,计算出结构随服役时间的材料性能参数。（2）采用OpenSees软件建立桥梁墩柱有限元模型,基于随机计算的思想方法,考虑材料退化的空间变异性,通过拉丁超立方抽样的方法抽取2000个材料样本进行单调加载分析和滞回分析,最后对抽样统计值进行不同时间段下滞回耗能、骨架曲线、刚度退化...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环境侵蚀下桥梁腐蚀及遭遇地震作用发生垮塌
气孔是暂时断开的。因此，在冻融过程孔隙到达内部。ehta在混凝土耐久性国际会议上提出严重的现象[13]。当CO2、CI-等有腐蚀的低，钢筋表面钝化膜发生破坏，钢筋腐蚀。钢筋腐蚀的电极反应为：FeFe2e2 O 2HO 4e 4OH22过程为 22Fe 2OH FeOH 22234Fe OH O 2HO 4FeOHCO2、CI-等作用下钢筋会发生锈蚀，其产物体积膨胀如图 1.2 所示。
9（c）矮墩发生破坏 （d）墩柱发生弯剪破坏图2.1 桥梁在地震中的破坏Fig.2.1 Damage of bridges in earthquakes通过上述地震发生的破坏可以表明：造成桥梁结构整体的倒塌与破坏，在很大程度上是因为桥梁墩柱发生破坏而引起的，而且能够影响震害发生后的快速救援和生命通道的恢复。因此，这些震害说明了在前期的桥梁结构设计与后期的施工方面都还存在一定的缺陷，从桥梁在地震的破坏中吸取教训与经验以此运用到后期的桥梁设计中是桥梁抗震学科进一步发展的重要手段。2.1.2 桥梁地震反应分析方法因为发生地震过程中地震动具有很大的随机性与不确定性，进而有两种分析方法，一种是把发生地震的整个过程视为确定性过程的分析方法，一种是把发生地震的整个过程视为随机的概率性分析方法。随着世界各国地震破坏的资料增加，地震反应分析方法从最初的静力法向时程分析法的不断演变，提供了有力的数据支撑
【参考文献】：
期刊论文
[1]材料耐久性损伤对混凝土构件抗震性能影响[J]. 梁岩,班亚云,罗小勇,李杰. 铁道科学与工程学报. 2017(05)
[2]受腐蚀钢筋混凝土墩柱抗震性能研究[J]. 邱春杰,方从启,张俊萌,张龙建. 四川建筑科学研究. 2016(01)
[3]氯离子侵蚀效应对RC桥墩抗震性能的影响[J]. 李立峰,刘守苗,吴文朋. 建筑科学与工程学报. 2015(05)
[4]锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能的非线性分析[J]. 陈昉健,易伟建. 地震工程与工程振动. 2014(03)
[5]考虑氯离子腐蚀作用的近海桥梁结构全寿命抗震性能评价[J]. 李超,李宏男. 振动与冲击. 2014(11)
[6]考虑材料劣变过程的桥梁地震易损性分析[J]. 庞于涛,袁万城,党新志,沈国煜. 同济大学学报(自然科学版). 2013(03)
[7]基于Pushover方法分析的受腐蚀钢筋混凝土柱抗震性能评价[J]. 程玲,贡金鑫,李颖. 振动与冲击. 2012(10)
[8]考虑海水冻融和侵蚀耦合作用的混凝土Ottosen强度准则[J]. 张峰,李术才. 中国公路学报. 2010(05)
[9]冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究[J]. 贾超,纪圣振,张峰. 四川大学学报(工程科学版). 2010(03)
[10]冻融环境下混凝土力学性能退化模型[J]. 祝金鹏,李术才,刘宪波,刘敏. 建筑科学与工程学报. 2009(01)
博士论文
[1]基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究[D]. 孙丛涛.西安建筑科技大学 2011
[2]受冻融混凝土本构关系研究和冻融过程数值模拟[D]. 段安.清华大学 2009
[3]基于性能抗震设计理论的城市高架桥抗震性能研究[D]. 刘艳辉.西南交通大学 2008
[4]冻融后混凝土力学性能及钢筋混凝土粘结性能的研究[D]. 冀晓东.大连理工大学 2007
[5]冻融及高温后混凝土多轴力学特性试验研究[D]. 张众.大连理工大学 2007
[6]冻融循环与外部弯曲应力、盐溶液复合作用下混凝土的耐久性与寿命预测[D]. 慕儒.东南大学 2000
硕士论文
[1]冻融循环和氯离子侵蚀复合作用下混凝土耐久性分析[D]. 张志远.哈尔滨工程大学 2011
[2]箍筋锈蚀对约束混凝土应力—应变关系的影响研究[D]. 赵瑞华.西安建筑科技大学 2010
[3]考虑空间变异性的钢筋混凝土桥梁性能退化研究[D]. 胡斌.同济大学 2008
[4]锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能试验与恢复力模型研究[D]. 王学民.西安建筑科技大学 2003
本文编号：3509280
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环境侵蚀下桥梁腐蚀及遭遇地震作用发生垮塌
气孔是暂时断开的。因此，在冻融过程孔隙到达内部。ehta在混凝土耐久性国际会议上提出严重的现象[13]。当CO2、CI-等有腐蚀的低，钢筋表面钝化膜发生破坏，钢筋腐蚀。钢筋腐蚀的电极反应为：FeFe2e2 O 2HO 4e 4OH22过程为 22Fe 2OH FeOH 22234Fe OH O 2HO 4FeOHCO2、CI-等作用下钢筋会发生锈蚀，其产物体积膨胀如图 1.2 所示。
9（c）矮墩发生破坏 （d）墩柱发生弯剪破坏图2.1 桥梁在地震中的破坏Fig.2.1 Damage of bridges in earthquakes通过上述地震发生的破坏可以表明：造成桥梁结构整体的倒塌与破坏，在很大程度上是因为桥梁墩柱发生破坏而引起的，而且能够影响震害发生后的快速救援和生命通道的恢复。因此，这些震害说明了在前期的桥梁结构设计与后期的施工方面都还存在一定的缺陷，从桥梁在地震的破坏中吸取教训与经验以此运用到后期的桥梁设计中是桥梁抗震学科进一步发展的重要手段。2.1.2 桥梁地震反应分析方法因为发生地震过程中地震动具有很大的随机性与不确定性，进而有两种分析方法，一种是把发生地震的整个过程视为确定性过程的分析方法，一种是把发生地震的整个过程视为随机的概率性分析方法。随着世界各国地震破坏的资料增加，地震反应分析方法从最初的静力法向时程分析法的不断演变，提供了有力的数据支撑
【参考文献】：
期刊论文
[1]材料耐久性损伤对混凝土构件抗震性能影响[J]. 梁岩,班亚云,罗小勇,李杰. 铁道科学与工程学报. 2017(05)
[2]受腐蚀钢筋混凝土墩柱抗震性能研究[J]. 邱春杰,方从启,张俊萌,张龙建. 四川建筑科学研究. 2016(01)
[3]氯离子侵蚀效应对RC桥墩抗震性能的影响[J]. 李立峰,刘守苗,吴文朋. 建筑科学与工程学报. 2015(05)
[4]锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能的非线性分析[J]. 陈昉健,易伟建. 地震工程与工程振动. 2014(03)
[5]考虑氯离子腐蚀作用的近海桥梁结构全寿命抗震性能评价[J]. 李超,李宏男. 振动与冲击. 2014(11)
[6]考虑材料劣变过程的桥梁地震易损性分析[J]. 庞于涛,袁万城,党新志,沈国煜. 同济大学学报(自然科学版). 2013(03)
[7]基于Pushover方法分析的受腐蚀钢筋混凝土柱抗震性能评价[J]. 程玲,贡金鑫,李颖. 振动与冲击. 2012(10)
[8]考虑海水冻融和侵蚀耦合作用的混凝土Ottosen强度准则[J]. 张峰,李术才. 中国公路学报. 2010(05)
[9]冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究[J]. 贾超,纪圣振,张峰. 四川大学学报(工程科学版). 2010(03)
[10]冻融环境下混凝土力学性能退化模型[J]. 祝金鹏,李术才,刘宪波,刘敏. 建筑科学与工程学报. 2009(01)
博士论文
[1]基于氯离子侵蚀的混凝土耐久性与寿命预测研究[D]. 孙丛涛.西安建筑科技大学 2011
[2]受冻融混凝土本构关系研究和冻融过程数值模拟[D]. 段安.清华大学 2009
[3]基于性能抗震设计理论的城市高架桥抗震性能研究[D]. 刘艳辉.西南交通大学 2008
[4]冻融后混凝土力学性能及钢筋混凝土粘结性能的研究[D]. 冀晓东.大连理工大学 2007
[5]冻融及高温后混凝土多轴力学特性试验研究[D]. 张众.大连理工大学 2007
[6]冻融循环与外部弯曲应力、盐溶液复合作用下混凝土的耐久性与寿命预测[D]. 慕儒.东南大学 2000
硕士论文
[1]冻融循环和氯离子侵蚀复合作用下混凝土耐久性分析[D]. 张志远.哈尔滨工程大学 2011
[2]箍筋锈蚀对约束混凝土应力—应变关系的影响研究[D]. 赵瑞华.西安建筑科技大学 2010
[3]考虑空间变异性的钢筋混凝土桥梁性能退化研究[D]. 胡斌.同济大学 2008
[4]锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能试验与恢复力模型研究[D]. 王学民.西安建筑科技大学 2003
本文编号：3509280
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