凍融損傷RC剪力墻抗震性能試驗與數(shù)值模擬方法研究
發(fā)布時間:2022-06-24 10:25
寒冷地區(qū)的凍融作用是混凝土力學性能下降的主要原因之一,其所引發(fā)的混凝土力學性能退化是導致鋼筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能劣化的主要影響因素之一。由于早期的設(shè)計規(guī)范與標準尚不完善,忽略了凍融循環(huán)作用對RC結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響,導致既有在役RC結(jié)構(gòu)構(gòu)件在循環(huán)凍融作用下容易發(fā)生凍脹損傷,進而引發(fā)其力學與抗震性能劣化。在中國的東北,冬季持續(xù)時間長,溫度低,晝夜差大,由凍融作用引起的鋼筋混凝土(RC)結(jié)構(gòu)剝蝕破壞日趨顯著。在日本、加拿大、俄羅斯和北美等地區(qū),由凍融作用起的結(jié)構(gòu)損壞已受到了高度重視。與此同時,大量處于寒冷環(huán)境作用下的RC結(jié)構(gòu)構(gòu)件亦處于高抗震設(shè)防烈度區(qū);诖,本文選取常用于高層建筑結(jié)構(gòu)的RC剪力墻為研究對象,對其展開了抗震性能試驗與數(shù)值模擬研究。所涉及到的主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)以凍融循環(huán)次數(shù)(FTCs)、混凝土強度、軸壓比為設(shè)計變量,借用人工氣候?qū)嶒炇壹夹g(shù)對8榀剪跨比為2.14的RC剪力墻進行加速凍融循環(huán)試驗,進而對其進行低周往復試驗。研究結(jié)果表明,隨FTCs數(shù)量的增加,RC剪力墻的破壞模式由彎曲為主的彎剪破壞向剪切為主的彎剪破壞轉(zhuǎn)變;試...
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 凍融混凝土機理研究
1.2.2 凍融混凝土材料層面研究
1.2.3 凍融混凝土構(gòu)件層面研究現(xiàn)狀
1.2.4 凍融混凝土數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 凍融損傷RC剪力墻抗震性能試驗
2.1 引言
2.2 試驗概括
2.2.1 試件設(shè)計與制作
2.2.2 凍融循環(huán)試驗方案
2.2.3 加載方案與加載制度
2.2.4 測點布置與量測方法
2.3 凍融試驗結(jié)果分析
2.3.1 凍融混凝土材料微觀性能
2.3.2 材料性能
2.3.3 凍融損傷混凝土試塊質(zhì)量變化規(guī)律
2.3.4 試件表觀凍融損傷形態(tài)
2.4 凍融損傷RC剪力墻擬靜力試驗結(jié)果分析
2.4.1 加載破壞過程
2.4.2 滯回性能
2.4.3 骨架曲線與特征點參數(shù)
2.4.4 強度衰減
2.4.5 剛度退化
2.4.6 耗能能力
2.4.7 剪切變形
2.5 本章小結(jié)
3 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型
3.1 引言
3.2 恢復力模型研究現(xiàn)狀
3.3 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型建立思路
3.4 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型
3.4.1 完好RC剪力墻骨架曲線特征點參數(shù)標定方法
3.4.2 凍融損傷RC剪力墻骨架曲線特征點參數(shù)標定方法
3.4.3 凍融損傷RC剪力墻滯回規(guī)則
3.4.4 恢復力模型驗證
3.5 本章小結(jié)
4 凍融損傷RC剪力墻抗震性能數(shù)值模擬方法
4.1 引言
4.2 數(shù)值模擬方法建立的思路
4.3 凍融損傷RC剪力墻剪切恢復力模型
4.3.1 完好RC剪力墻剪切恢復力模型
4.3.2 凍融損傷RC剪力墻剪切恢復力模型
4.4 考慮不均勻凍融損傷的縱筋滑移模型
4.4.1 凍融損傷粘結(jié)強度模型
4.4.2 縱筋滑移模型
4.4.3 考慮凍融不均勻性的縱筋滑移模型
4.4.4 粘結(jié)滑移試驗驗證
4.5 凍融損傷RC剪力墻數(shù)值模型建立與驗證
4.5.1 不均勻凍融損傷模型
4.5.2 模型參數(shù)
4.5.3 模型驗證
4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 主要研究成果與結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
致謝
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]凍融損傷鋼筋混凝土剪力墻恢復力模型研究[J]. 鄭山鎖,榮先亮,張藝欣,董立國. 華中科技大學學報(自然科學版). 2019(06)
[2]不同軸壓比凍融RC剪力墻抗震性能試驗[J]. 鄭山鎖,董晉琦,榮先亮,張藝欣,董立國. 天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2019(07)
[3]鋼筋混凝土柱凍融損傷模型研究[J]. 張藝欣,鄭山鎖,裴培,李磊,秦卿,董立國. 工程力學. 2019(02)
[4]考慮動力損傷退化的鋼筋混凝土柱恢復力模型[J]. 李柔含,李宏男,李超. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2018(08)
[5]凍融損傷低矮鋼筋混凝土剪力墻恢復力模型研究[J]. 鄭山鎖,李強強,秦卿,甘傳磊,劉巍,董立國. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2018(03)
[6]凍融環(huán)境作用下低矮RC剪力墻抗震性能試驗研究[J]. 張德義,鄭山鎖,楊威,甘傳磊. 湖南大學學報(自然科學版). 2017(09)
[7]凍融循環(huán)后一字形短肢剪力墻抗震性能試驗研究[J]. 鄭山鎖,甘傳磊,秦卿,楊威,汪鋒. 工程力學. 2016(12)
[8]凍融循環(huán)下鋼筋混凝土框架梁柱中節(jié)點抗震性能試驗研究[J]. 鄭捷,董立國,秦卿,鄭山鎖,汪鋒. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2016(10)
[9]考慮損傷的纖維增強混凝土剪力墻恢復力模型研究[J]. 黨爭,梁興文,代潔,于婧. 工程力學. 2016(05)
[10]凍融環(huán)境作用下RC剪力墻抗震性能試驗[J]. 秦卿,鄭山鎖,甘傳磊,楊威. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2016(06)
博士論文
[1]型鋼高強高性能混凝土構(gòu)件及其框架結(jié)構(gòu)的地震損傷研究[D]. 王斌.西安建筑科技大學 2010
[2]受凍融混凝土本構(gòu)關(guān)系研究和凍融過程數(shù)值模擬[D]. 段安.清華大學 2009
[3]凍融后混凝土力學性能及鋼筋混凝土粘結(jié)性能的研究[D]. 冀曉東.大連理工大學 2007
碩士論文
[1]凍融循環(huán)后鋼筋與再生混凝土粘結(jié)性能試驗研究[D]. 孟祥鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]凍融循環(huán)作用下鋼筋混凝土梁受剪承載力的研究[D]. 周敏.揚州大學 2012
[3]纖維模型中考慮剪切效應(yīng)的RC結(jié)構(gòu)非線性特征研究[D]. 臧登科.重慶大學 2008
[4]混凝土抗凍性研究[D]. 劉信斌.西南交通大學 2007
本文編號:3653857
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 凍融混凝土機理研究
1.2.2 凍融混凝土材料層面研究
1.2.3 凍融混凝土構(gòu)件層面研究現(xiàn)狀
1.2.4 凍融混凝土數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 凍融損傷RC剪力墻抗震性能試驗
2.1 引言
2.2 試驗概括
2.2.1 試件設(shè)計與制作
2.2.2 凍融循環(huán)試驗方案
2.2.3 加載方案與加載制度
2.2.4 測點布置與量測方法
2.3 凍融試驗結(jié)果分析
2.3.1 凍融混凝土材料微觀性能
2.3.2 材料性能
2.3.3 凍融損傷混凝土試塊質(zhì)量變化規(guī)律
2.3.4 試件表觀凍融損傷形態(tài)
2.4 凍融損傷RC剪力墻擬靜力試驗結(jié)果分析
2.4.1 加載破壞過程
2.4.2 滯回性能
2.4.3 骨架曲線與特征點參數(shù)
2.4.4 強度衰減
2.4.5 剛度退化
2.4.6 耗能能力
2.4.7 剪切變形
2.5 本章小結(jié)
3 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型
3.1 引言
3.2 恢復力模型研究現(xiàn)狀
3.3 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型建立思路
3.4 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型
3.4.1 完好RC剪力墻骨架曲線特征點參數(shù)標定方法
3.4.2 凍融損傷RC剪力墻骨架曲線特征點參數(shù)標定方法
3.4.3 凍融損傷RC剪力墻滯回規(guī)則
3.4.4 恢復力模型驗證
3.5 本章小結(jié)
4 凍融損傷RC剪力墻抗震性能數(shù)值模擬方法
4.1 引言
4.2 數(shù)值模擬方法建立的思路
4.3 凍融損傷RC剪力墻剪切恢復力模型
4.3.1 完好RC剪力墻剪切恢復力模型
4.3.2 凍融損傷RC剪力墻剪切恢復力模型
4.4 考慮不均勻凍融損傷的縱筋滑移模型
4.4.1 凍融損傷粘結(jié)強度模型
4.4.2 縱筋滑移模型
4.4.3 考慮凍融不均勻性的縱筋滑移模型
4.4.4 粘結(jié)滑移試驗驗證
4.5 凍融損傷RC剪力墻數(shù)值模型建立與驗證
4.5.1 不均勻凍融損傷模型
4.5.2 模型參數(shù)
4.5.3 模型驗證
4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 主要研究成果與結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
致謝
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]凍融損傷鋼筋混凝土剪力墻恢復力模型研究[J]. 鄭山鎖,榮先亮,張藝欣,董立國. 華中科技大學學報(自然科學版). 2019(06)
[2]不同軸壓比凍融RC剪力墻抗震性能試驗[J]. 鄭山鎖,董晉琦,榮先亮,張藝欣,董立國. 天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2019(07)
[3]鋼筋混凝土柱凍融損傷模型研究[J]. 張藝欣,鄭山鎖,裴培,李磊,秦卿,董立國. 工程力學. 2019(02)
[4]考慮動力損傷退化的鋼筋混凝土柱恢復力模型[J]. 李柔含,李宏男,李超. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2018(08)
[5]凍融損傷低矮鋼筋混凝土剪力墻恢復力模型研究[J]. 鄭山鎖,李強強,秦卿,甘傳磊,劉巍,董立國. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2018(03)
[6]凍融環(huán)境作用下低矮RC剪力墻抗震性能試驗研究[J]. 張德義,鄭山鎖,楊威,甘傳磊. 湖南大學學報(自然科學版). 2017(09)
[7]凍融循環(huán)后一字形短肢剪力墻抗震性能試驗研究[J]. 鄭山鎖,甘傳磊,秦卿,楊威,汪鋒. 工程力學. 2016(12)
[8]凍融循環(huán)下鋼筋混凝土框架梁柱中節(jié)點抗震性能試驗研究[J]. 鄭捷,董立國,秦卿,鄭山鎖,汪鋒. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2016(10)
[9]考慮損傷的纖維增強混凝土剪力墻恢復力模型研究[J]. 黨爭,梁興文,代潔,于婧. 工程力學. 2016(05)
[10]凍融環(huán)境作用下RC剪力墻抗震性能試驗[J]. 秦卿,鄭山鎖,甘傳磊,楊威. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2016(06)
博士論文
[1]型鋼高強高性能混凝土構(gòu)件及其框架結(jié)構(gòu)的地震損傷研究[D]. 王斌.西安建筑科技大學 2010
[2]受凍融混凝土本構(gòu)關(guān)系研究和凍融過程數(shù)值模擬[D]. 段安.清華大學 2009
[3]凍融后混凝土力學性能及鋼筋混凝土粘結(jié)性能的研究[D]. 冀曉東.大連理工大學 2007
碩士論文
[1]凍融循環(huán)后鋼筋與再生混凝土粘結(jié)性能試驗研究[D]. 孟祥鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]凍融循環(huán)作用下鋼筋混凝土梁受剪承載力的研究[D]. 周敏.揚州大學 2012
[3]纖維模型中考慮剪切效應(yīng)的RC結(jié)構(gòu)非線性特征研究[D]. 臧登科.重慶大學 2008
[4]混凝土抗凍性研究[D]. 劉信斌.西南交通大學 2007
本文編號:3653857
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