發(fā)布時間：2020-04-01 15:20

【摘要】：近年來,沿海城市經(jīng)濟發(fā)展較為迅速,但復(fù)雜的海洋環(huán)境使得海工混凝土墩柱的承載力急劇退化,嚴(yán)重影響上部結(jié)構(gòu)的安全,因此開展海工混凝土墩柱承載力試驗研究具有一定的現(xiàn)實意義。本文在國家自然基金項目波浪作用下海工混凝土結(jié)構(gòu)動態(tài)損傷試驗研究(51508234)的資助下,開展了相關(guān)試驗研究,主要內(nèi)容如下:(1)基于莫里森方程,當(dāng)波長、波高、建筑前水深、基床上水深均滿足一定的限定條件下時,波浪荷載可近似簡化成正弦式疲勞荷載。(2)通過墩柱持續(xù)加載下的通電加速銹蝕試驗,以及后續(xù)的疲勞試驗和軸心受壓加載試驗,分析了鋼筋腐蝕電流密度的發(fā)展規(guī)律,混凝土殘余應(yīng)變和裂縫寬度的變化規(guī)律以及承載力退化規(guī)律,結(jié)果表明質(zhì)量銹蝕率均低于理論銹蝕率;疲勞過程中,墩柱的殘余應(yīng)變和裂縫寬度的退化規(guī)律十分接近,銹蝕率對兩者的影響較大,當(dāng)目標(biāo)銹蝕率為10%時,疲勞加載頻率對兩者幾乎無影響;加壓過程中,墩柱發(fā)生脆性破壞,銹蝕率嚴(yán)重影響墩柱承載力,極限應(yīng)變和泊松比,但疲勞加載頻率對以上三者均影響甚微。(3)基于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,鋼筋的疲勞S-N曲線對數(shù)方程,P-M線性累積損傷理論以及一些學(xué)者提出的包括鋼筋屈服強度退化公式,鋼筋混凝土協(xié)同工作系數(shù),質(zhì)量銹蝕率和截面銹蝕率關(guān)系方程,提出疲勞荷載后銹蝕鋼筋混凝土墩柱的軸心受壓承載力計算公式,本文以及一些學(xué)者的試驗值與按公式計算得到的理論值基本吻合,提出鋼筋銹蝕影響系數(shù),對承載力計算公式進行修正。(4)基于泰州市某化工廠的框架柱加固修復(fù)案例,對本文體提出的承載力公式中的某些參量作一定調(diào)整,計算框架中柱在各個階段的承載力,與銹蝕鋼筋混凝土柱承載力估算軟件的結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)除了加固后框架中柱的承載力對比有偏差外,其余階段的承載力數(shù)值相當(dāng)接近。(5)基于連云港69號泊位碼頭相關(guān)的檢測分析,提出了波浪荷載下鋼筋應(yīng)力的計算公式,擴大了銹蝕率和裂縫寬度的變化范圍,估算了2008年和2019年連云港碼頭墩柱的承載力,并介紹了一些墩柱監(jiān)測和防護技術(shù)。
【圖文】：

復(fù)雜的海洋環(huán)境會給這些結(jié)構(gòu)帶來不同程度的損傷，當(dāng)累積損傷的總和超過結(jié)構(gòu)所能的承受范圍時就引發(fā)安全事故，給人民的生命和財產(chǎn)都造成重大的損失，因此，國家對于重要的海港基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求，狠抓建設(shè)質(zhì)量，，緊控建設(shè)成本。但是對于結(jié)構(gòu)的耐久性卻重視不足，對于結(jié)構(gòu)運營期間的維修養(yǎng)護也未充分考慮，控制結(jié)構(gòu)在各個階段的質(zhì)量和成本以及最大化服役期限是每個港口工程的理想目標(biāo)，而了解結(jié)構(gòu)性能的退化規(guī)律對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)狀態(tài)的檢測，具有基礎(chǔ)性的意義。眾所周知，鋼筋混凝土應(yīng)用如此普遍的原因主要是得益于兩種材料特性的互補充分發(fā)揮了各自的強度優(yōu)勢，然而在波浪動力荷載，生物腐蝕和氯鹽侵蝕等各種物理化學(xué)作用下，結(jié)構(gòu)的耐久性會嚴(yán)重退化，從而降低構(gòu)件的承載力。日益嚴(yán)峻的耐久性問題逐步得到重視，大量學(xué)者展開了研究，一致認(rèn)為鋼筋銹蝕是誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)承載力退化的最主要因素，我國建成多年的港口碼頭大都出現(xiàn)了嚴(yán)重的損傷一般表現(xiàn)為混凝土保護層的脫落和裸露鋼筋銹蝕，如下圖 1.1 所示。

圖 1.2 化學(xué)錨栓持續(xù)受拉裝置ig.1.2 Sustainable tension devic簧加載裝置，對三個混凝變形會產(chǎn)生應(yīng)力松弛問題圖 1.3。圖 1.3 碟型彈簧加載裝置Fig.1.3 Disk spring loading dev杠桿式反力架，對三根 G
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU375

【參考文獻】

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本文編號：2610627