發(fā)布時(shí)間：2018-05-26 08:31

  本文選題：人工氣候環(huán)境 + 鋼筋銹蝕�。� 參考：《西安建筑科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著人工氣候環(huán)境加速腐蝕方法在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性領(lǐng)域中的逐步推廣，本研究采用人工氣候環(huán)境模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)RC框架梁的加速腐蝕，，分析了不同銹蝕程度下RC框架梁的抗震性能退化規(guī)律，建立了銹蝕RC框架梁的恢復(fù)力模型，對銹蝕RC框架梁的抗震性能進(jìn)行了數(shù)值建模分析。成果可為考慮環(huán)境作用的多齡期RC框架結(jié)構(gòu)的抗震性能研究提供理論指導(dǎo)。本文的主要研究工作和成果如下： （1）設(shè)計(jì)不同銹蝕程度、不同配箍率RC框架梁試件，進(jìn)行銹蝕RC框架梁試件擬靜力加載試驗(yàn)。采用人工氣候環(huán)境加速腐蝕，基于裂縫寬度控制試件的加速腐蝕，于擬靜力試驗(yàn)后，對塑性鉸區(qū)混凝土破碎，測得箍筋與縱筋的實(shí)際銹蝕率。處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到RC框架梁的滯回曲線、骨架曲線、剛度退化、強(qiáng)度退化及耗能能力退化曲線。 （2）分析銹蝕率對RC框架梁抗震性能退化規(guī)律的影響。力學(xué)性能方面：隨著鋼筋銹蝕程度的增加，銹蝕RC框架梁的承載力、剛度、延性、塑性轉(zhuǎn)角、變形恢復(fù)能力和滯回耗能逐漸降低；配箍率對銹蝕RC梁恢復(fù)力特性的影響與未銹蝕梁相似。破壞形態(tài)方面：隨著鋼筋銹蝕加劇，RC框架梁由彎曲破壞為主的彎剪破壞模式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檠有愿睢⒓羟凶冃胃黠@的脆性破壞；前者是因?yàn)榭v向鋼筋屈曲逐漸失去承載力，核心混凝土壓碎引起的；后者是因?yàn)樾绷芽p過寬或在截面范圍內(nèi)出現(xiàn)貫通斜裂縫引起的，混凝土抗剪承載力嚴(yán)重削弱，塑性鉸區(qū)剪切變形明顯增大。 （3）建立銹蝕RC框架梁的恢復(fù)力模型。基于帶有負(fù)剛度段的三折線骨架曲線，依據(jù)本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析得到銹蝕框架梁骨架曲線特征點(diǎn)計(jì)算公式�；跍睾哪艿难h(huán)退化指數(shù)，本文所建立的滯回模型綜合考慮了構(gòu)件的捏攏效應(yīng)、強(qiáng)度退化、卸載剛度退化、硬化剛度退化和再加載剛度加速退化。計(jì)算滯回曲線與試驗(yàn)滯回曲線對比表明：所建立恢復(fù)力模型能夠較好的描述銹蝕RC框架梁的滯回特性。 （4）基于OpenSees，將本課題組的銹蝕箍筋約束混凝土本構(gòu)模型添加于OpenSees源程序中，對銹蝕RC框架梁進(jìn)行低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能分析。將數(shù)值模擬結(jié)果與本人及他人試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比表明：此種考慮銹蝕作用的RC框架梁的有限元數(shù)值建模方法具有較好的適用性。
[Abstract]:With the gradual popularization of accelerated corrosion method in the field of concrete structure durability, the accelerated corrosion of RC frame beam is realized by artificial climate environment simulation technology. The degradation law of seismic behavior of RC frame beam with different corrosion degree is analyzed, and the restoring force model of corroded RC frame beam is established. The seismic behavior of corroded RC frame beam is modeled and analyzed numerically. The results can provide theoretical guidance for the study of seismic behavior of multi-age RC frame structures considering environmental effects. The main research work and results are as follows: 1) the specimens of RC frame beams with different corrosion degrees and different hoop ratios were designed and subjected to pseudo-static loading tests of corroded RC frame beams. Based on the accelerated corrosion of specimens controlled by crack width, the concrete in plastic hinge region was broken and the actual corrosion rate of stirrups and longitudinal bars was measured after pseudostatic test. The hysteresis curve, skeleton curve, stiffness degradation, strength degradation and energy dissipation degradation curve of RC frame beam are obtained by processing the test data. 2) the effect of corrosion rate on seismic degradation of RC frame beam is analyzed. Mechanical properties: with the increase of steel corrosion degree, the bearing capacity, stiffness, ductility, plastic rotation angle, deformation recovery ability and hysteretic energy consumption of corroded RC frame beams gradually decreased. The effect of hoop ratio on the restoring force characteristics of corroded RC beams is similar to that of non-corroded RC beams. The failure mode of RC frame beam is gradually changed into a brittle failure with worse ductility and more obvious shear deformation, which is caused by the buckling of longitudinal steel bar, which is caused by the gradual loss of the bearing capacity of the RC frame beam due to the bending failure of the RC frame beam. The latter is caused by too wide slant cracks or through oblique cracks in the range of cross section. The shear bearing capacity of concrete is seriously weakened and the shear deformation in plastic hinge region is obviously increased. The restoring force model of corroded RC frame beam is established. Based on the three-fold skeleton curve with negative stiffness and the regression analysis of the experimental data in this paper, the formula for calculating the characteristic points of the skeleton curve of corroded frame beam is obtained. Based on the cyclic degeneracy index of hysteretic energy, the hysteretic model proposed in this paper takes into account the pinch effect, strength degradation, unloading stiffness degradation, hardening stiffness degradation and accelerated reloading stiffness degradation. The comparison between the calculated hysteretic curve and the experimental hysteretic curve shows that the established restoring force model can well describe the hysteretic characteristics of corroded RC frame beams. 4) based on OpenSees, the constitutive model of corroded stirrups confined concrete is added to the OpenSees source code to analyze the seismic behavior of corroded RC frame beams under low cyclic loading. The numerical simulation results are compared with the experimental results of myself and others. The results show that this finite element numerical modeling method for RC frame beams considering corrosion is applicable.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU375;TU352.11

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本文編號：1936559