氯盐侵蚀下锈蚀RC框架结构时变地震易损性研究

摘要

RC结构耐久性损伤领域中,氯离子侵蚀环境下RC结构钢筋锈蚀成为导致结构性能退化的首要因素。因此本文将钢筋锈蚀引入RC框架结构的地震易损性分析中,旨在得到多龄期框架结构的时变地震易损性曲线。本文的主要研究工作和成果如下:
　　(1)对RC框架结构宏观有限元模型进行了系统的介绍。重点介绍了杆系有限元模型理论,简述了现有有限元软件平台中的宏观梁柱单元模型,给出基于力的纤维塑性铰模型适用于考虑材料层面锈蚀损伤的整体RC结构数值建模分析。
　　(2)总结国内外氯离子侵蚀环境下RC结构材料性能的退化机理及模型。重点介绍了基于斜压场理论的锈胀开裂混凝土强度折减方法,目前国内外主要采用钢筋锈蚀深度单因素简化分析方法,考虑钢筋本构、混凝土本构及粘结强度随锈蚀率的变化规律。本文对基于斜压场理论的开裂混凝土强度计算方法进行了改进,给出了电化学腐蚀箍筋与纵筋锈蚀率的相关回归公式,比较了RC结构龄期预测方法,认为采用概率统计的钢筋直径预测方法比较科学、实用。
　　(3)基于SeismoStruct有限元软件,采用纤维塑性铰模型,考虑钢筋截面减少、受压区混凝土强度退化和约束区混凝土强度的降低,分别对三、六及八层轻微锈蚀RC平面框架结构进行了Pushover分析,对三层和六层轻微锈蚀RC平面框架进行了IDA分析,得到了不同楼层不同龄期对RC框架结构Pushover曲线的影响规律,分别给出了三层和六层平面RC框架0、5、10和15年龄期的易损性曲线,对比分析了不同龄期下RC平面框架结构的失效概率变化规律。

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1 绪论

1.1 概述

1.2 氯离子侵蚀研究的必要性

1.3 氯离子侵蚀作用下RC结构耐久性

1.4 本文研究目的和研究工作

2 RC框架结构宏观有限元模型

2.1 概述

2.2 层模型

2.3 杆系模型

2.4 杆系-层模型

2.5 本章小结

3 材料性能退化模型

3.1 概述

3.2 数值模型研究

3.3 基于裂缝宽度的氯离子侵蚀作用的简化模型

3.4 RC结构使用年份预测

3.5 本章小结

4 框架数值模拟理论简化模型

4.1 概述

4.2 模型的建立

4.3 轻微锈蚀RC框架结构抗震性能研究

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文主要成果及结论

5.2 研究展望

参考文献

致谢

附录