基于材料退化的鋼筋混凝土梁橋抗震性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-21 09:51
鋼筋混凝土橋梁在我國(guó)占有相當(dāng)大的比例,混凝土結(jié)構(gòu)建成后,在所處的自然環(huán)境和使用條件下,長(zhǎng)期經(jīng)受晝夜溫差和濕度的交替變化,以及周圍水介質(zhì)中有害物質(zhì)的物理和化學(xué)腐蝕的作用,使結(jié)構(gòu)的外表和內(nèi)部材料性能產(chǎn)生劣化,進(jìn)而出現(xiàn)不同程度的破裂、損傷等現(xiàn)象。因此,現(xiàn)實(shí)中的橋墩在服役狀態(tài)下必然存在由于耐久性不足而產(chǎn)生一定的損傷,往往導(dǎo)致橋墩的承載能力退化,抵抗地震等自然災(zāi)害的能力下降。本文針對(duì)材料性能的退化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能的影響進(jìn)行分析,可為橋梁的全壽命設(shè)計(jì)、既有橋梁的運(yùn)營(yíng)以及抗震性能評(píng)估等提供理論依據(jù)。本文主要開展以下幾方面的研究:(1)對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料退化因素的研究,首先分析了材料退化的因素,進(jìn)而分別總結(jié)出結(jié)構(gòu)在碳化、凍融、氯離子等單個(gè)影響因素與雙因素作用下,結(jié)構(gòu)材料性能退化與所處時(shí)間的關(guān)系,得出鋼筋與混凝土的材料退化模型,計(jì)算出結(jié)構(gòu)隨服役時(shí)間的材料性能參數(shù)。(2)采用OpenSees軟件建立橋梁墩柱有限元模型,基于隨機(jī)計(jì)算的思想方法,考慮材料退化的空間變異性,通過拉丁超立方抽樣的方法抽取2000個(gè)材料樣本進(jìn)行單調(diào)加載分析和滯回分析,最后對(duì)抽樣統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行不同時(shí)間段下滯回耗能、骨架曲線、剛度退化...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
環(huán)境侵蝕下橋梁腐蝕及遭遇地震作用發(fā)生垮塌
氣孔是暫時(shí)斷開的。因此,在凍融過程孔隙到達(dá)內(nèi)部。ehta在混凝土耐久性國(guó)際會(huì)議上提出嚴(yán)重的現(xiàn)象[13]。當(dāng)CO2、CI-等有腐蝕的低,鋼筋表面鈍化膜發(fā)生破壞,鋼筋腐蝕。鋼筋腐蝕的電極反應(yīng)為:FeFe2e2 O 2HO 4e 4OH22過程為 22Fe 2OH FeOH 22234Fe OH O 2HO 4FeOHCO2、CI-等作用下鋼筋會(huì)發(fā)生銹蝕,其產(chǎn)物體積膨脹如圖 1.2 所示。
9(c)矮墩發(fā)生破壞 (d)墩柱發(fā)生彎剪破壞圖2.1 橋梁在地震中的破壞Fig.2.1 Damage of bridges in earthquakes通過上述地震發(fā)生的破壞可以表明:造成橋梁結(jié)構(gòu)整體的倒塌與破壞,在很大程度上是因?yàn)闃蛄憾罩l(fā)生破壞而引起的,而且能夠影響震害發(fā)生后的快速救援和生命通道的恢復(fù)。因此,這些震害說明了在前期的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與后期的施工方面都還存在一定的缺陷,從橋梁在地震的破壞中吸取教訓(xùn)與經(jīng)驗(yàn)以此運(yùn)用到后期的橋梁設(shè)計(jì)中是橋梁抗震學(xué)科進(jìn)一步發(fā)展的重要手段。2.1.2 橋梁地震反應(yīng)分析方法因?yàn)榘l(fā)生地震過程中地震動(dòng)具有很大的隨機(jī)性與不確定性,進(jìn)而有兩種分析方法,一種是把發(fā)生地震的整個(gè)過程視為確定性過程的分析方法,一種是把發(fā)生地震的整個(gè)過程視為隨機(jī)的概率性分析方法。隨著世界各國(guó)地震破壞的資料增加,地震反應(yīng)分析方法從最初的靜力法向時(shí)程分析法的不斷演變,提供了有力的數(shù)據(jù)支撐
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]材料耐久性損傷對(duì)混凝土構(gòu)件抗震性能影響[J]. 梁巖,班亞云,羅小勇,李杰. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]受腐蝕鋼筋混凝土墩柱抗震性能研究[J]. 邱春杰,方從啟,張俊萌,張龍建. 四川建筑科學(xué)研究. 2016(01)
[3]氯離子侵蝕效應(yīng)對(duì)RC橋墩抗震性能的影響[J]. 李立峰,劉守苗,吳文朋. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]銹蝕鋼筋混凝土柱抗震性能的非線性分析[J]. 陳昉健,易偉建. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(03)
[5]考慮氯離子腐蝕作用的近海橋梁結(jié)構(gòu)全壽命抗震性能評(píng)價(jià)[J]. 李超,李宏男. 振動(dòng)與沖擊. 2014(11)
[6]考慮材料劣變過程的橋梁地震易損性分析[J]. 龐于濤,袁萬城,黨新志,沈國(guó)煜. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[7]基于Pushover方法分析的受腐蝕鋼筋混凝土柱抗震性能評(píng)價(jià)[J]. 程玲,貢金鑫,李穎. 振動(dòng)與沖擊. 2012(10)
[8]考慮海水凍融和侵蝕耦合作用的混凝土Ottosen強(qiáng)度準(zhǔn)則[J]. 張峰,李術(shù)才. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]凍融作用對(duì)混凝土跨海大橋橋墩穩(wěn)定性影響研究[J]. 賈超,紀(jì)圣振,張峰. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2010(03)
[10]凍融環(huán)境下混凝土力學(xué)性能退化模型[J]. 祝金鵬,李術(shù)才,劉憲波,劉敏. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(01)
博士論文
[1]基于氯離子侵蝕的混凝土耐久性與壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 孫叢濤.西安建筑科技大學(xué) 2011
[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(xué) 2009
[3]基于性能抗震設(shè)計(jì)理論的城市高架橋抗震性能研究[D]. 劉艷輝.西南交通大學(xué) 2008
[4]凍融后混凝土力學(xué)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(xué) 2007
[5]凍融及高溫后混凝土多軸力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D]. 張眾.大連理工大學(xué) 2007
[6]凍融循環(huán)與外部彎曲應(yīng)力、鹽溶液復(fù)合作用下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測(cè)[D]. 慕儒.東南大學(xué) 2000
碩士論文
[1]凍融循環(huán)和氯離子侵蝕復(fù)合作用下混凝土耐久性分析[D]. 張志遠(yuǎn).哈爾濱工程大學(xué) 2011
[2]箍筋銹蝕對(duì)約束混凝土應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的影響研究[D]. 趙瑞華.西安建筑科技大學(xué) 2010
[3]考慮空間變異性的鋼筋混凝土橋梁性能退化研究[D]. 胡斌.同濟(jì)大學(xué) 2008
[4]銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件抗震性能試驗(yàn)與恢復(fù)力模型研究[D]. 王學(xué)民.西安建筑科技大學(xué) 2003
本文編號(hào):3509280
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
環(huán)境侵蝕下橋梁腐蝕及遭遇地震作用發(fā)生垮塌
氣孔是暫時(shí)斷開的。因此,在凍融過程孔隙到達(dá)內(nèi)部。ehta在混凝土耐久性國(guó)際會(huì)議上提出嚴(yán)重的現(xiàn)象[13]。當(dāng)CO2、CI-等有腐蝕的低,鋼筋表面鈍化膜發(fā)生破壞,鋼筋腐蝕。鋼筋腐蝕的電極反應(yīng)為:FeFe2e2 O 2HO 4e 4OH22過程為 22Fe 2OH FeOH 22234Fe OH O 2HO 4FeOHCO2、CI-等作用下鋼筋會(huì)發(fā)生銹蝕,其產(chǎn)物體積膨脹如圖 1.2 所示。
9(c)矮墩發(fā)生破壞 (d)墩柱發(fā)生彎剪破壞圖2.1 橋梁在地震中的破壞Fig.2.1 Damage of bridges in earthquakes通過上述地震發(fā)生的破壞可以表明:造成橋梁結(jié)構(gòu)整體的倒塌與破壞,在很大程度上是因?yàn)闃蛄憾罩l(fā)生破壞而引起的,而且能夠影響震害發(fā)生后的快速救援和生命通道的恢復(fù)。因此,這些震害說明了在前期的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與后期的施工方面都還存在一定的缺陷,從橋梁在地震的破壞中吸取教訓(xùn)與經(jīng)驗(yàn)以此運(yùn)用到后期的橋梁設(shè)計(jì)中是橋梁抗震學(xué)科進(jìn)一步發(fā)展的重要手段。2.1.2 橋梁地震反應(yīng)分析方法因?yàn)榘l(fā)生地震過程中地震動(dòng)具有很大的隨機(jī)性與不確定性,進(jìn)而有兩種分析方法,一種是把發(fā)生地震的整個(gè)過程視為確定性過程的分析方法,一種是把發(fā)生地震的整個(gè)過程視為隨機(jī)的概率性分析方法。隨著世界各國(guó)地震破壞的資料增加,地震反應(yīng)分析方法從最初的靜力法向時(shí)程分析法的不斷演變,提供了有力的數(shù)據(jù)支撐
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]材料耐久性損傷對(duì)混凝土構(gòu)件抗震性能影響[J]. 梁巖,班亞云,羅小勇,李杰. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]受腐蝕鋼筋混凝土墩柱抗震性能研究[J]. 邱春杰,方從啟,張俊萌,張龍建. 四川建筑科學(xué)研究. 2016(01)
[3]氯離子侵蝕效應(yīng)對(duì)RC橋墩抗震性能的影響[J]. 李立峰,劉守苗,吳文朋. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]銹蝕鋼筋混凝土柱抗震性能的非線性分析[J]. 陳昉健,易偉建. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(03)
[5]考慮氯離子腐蝕作用的近海橋梁結(jié)構(gòu)全壽命抗震性能評(píng)價(jià)[J]. 李超,李宏男. 振動(dòng)與沖擊. 2014(11)
[6]考慮材料劣變過程的橋梁地震易損性分析[J]. 龐于濤,袁萬城,黨新志,沈國(guó)煜. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[7]基于Pushover方法分析的受腐蝕鋼筋混凝土柱抗震性能評(píng)價(jià)[J]. 程玲,貢金鑫,李穎. 振動(dòng)與沖擊. 2012(10)
[8]考慮海水凍融和侵蝕耦合作用的混凝土Ottosen強(qiáng)度準(zhǔn)則[J]. 張峰,李術(shù)才. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]凍融作用對(duì)混凝土跨海大橋橋墩穩(wěn)定性影響研究[J]. 賈超,紀(jì)圣振,張峰. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2010(03)
[10]凍融環(huán)境下混凝土力學(xué)性能退化模型[J]. 祝金鵬,李術(shù)才,劉憲波,劉敏. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(01)
博士論文
[1]基于氯離子侵蝕的混凝土耐久性與壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 孫叢濤.西安建筑科技大學(xué) 2011
[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(xué) 2009
[3]基于性能抗震設(shè)計(jì)理論的城市高架橋抗震性能研究[D]. 劉艷輝.西南交通大學(xué) 2008
[4]凍融后混凝土力學(xué)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(xué) 2007
[5]凍融及高溫后混凝土多軸力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D]. 張眾.大連理工大學(xué) 2007
[6]凍融循環(huán)與外部彎曲應(yīng)力、鹽溶液復(fù)合作用下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測(cè)[D]. 慕儒.東南大學(xué) 2000
碩士論文
[1]凍融循環(huán)和氯離子侵蝕復(fù)合作用下混凝土耐久性分析[D]. 張志遠(yuǎn).哈爾濱工程大學(xué) 2011
[2]箍筋銹蝕對(duì)約束混凝土應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的影響研究[D]. 趙瑞華.西安建筑科技大學(xué) 2010
[3]考慮空間變異性的鋼筋混凝土橋梁性能退化研究[D]. 胡斌.同濟(jì)大學(xué) 2008
[4]銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件抗震性能試驗(yàn)與恢復(fù)力模型研究[D]. 王學(xué)民.西安建筑科技大學(xué) 2003
本文編號(hào):3509280
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