本文關(guān)鍵詞：全壽命周期內(nèi)材料性能劣化的RC橋墩抗震性能分析及地震易損性評(píng)估

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【摘要】：作為生命線工程的組成部分,橋梁在震后救災(zāi)過程中發(fā)揮著重要作用。但由于環(huán)境因素的影響,現(xiàn)役橋梁的抗震性能在正常使用期間就發(fā)生了很大的退化。橋墩作為主要的承重構(gòu)件,其在地震作用下能否保持穩(wěn)定直接關(guān)系到救災(zāi)質(zhì)量的高低。本文基于海蝕環(huán)境中氯離子的侵蝕效應(yīng),探究了全壽命周期內(nèi)鋼筋混凝土橋墩抗震性能的退化規(guī)律,并對(duì)其地震易損性進(jìn)行了評(píng)估。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)在前人研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)了海蝕環(huán)境下氯離子在混凝土中的傳輸過程及其對(duì)鋼筋的侵蝕機(jī)理,并且結(jié)合一維Fick第二定律以及Monte Carlo抽樣方法確定了鋼筋平均初始銹蝕時(shí)間與銹蝕速率,進(jìn)而建立了鋼筋直徑及其屈服強(qiáng)度的退化模型。(2)采用ABAQUS軟件建立某圓柱形鋼筋混凝土橋墩在全壽命周期內(nèi)的非線性動(dòng)力分析模型,針對(duì)僅考慮縱筋銹蝕、僅考慮箍筋銹蝕以及同時(shí)考慮兩者銹蝕3種工況,通過低周往復(fù)位移加載的方式,對(duì)比分析三種工況下各橋墩的滯回耗能能力、位移-荷載骨架曲線特征值以及剛度退化曲線等,探究材料劣化對(duì)鋼筋混凝土橋墩抗震性能的影響。(3)配筋形式以及加載條件不變,在同時(shí)考慮縱筋與箍筋銹蝕的情況下,改變上述圓柱形橋墩的鋼筋保護(hù)層厚度,采用相同的加載方式以及評(píng)價(jià)指標(biāo),探究海蝕環(huán)境中保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋混凝土橋墩抗震性能的影響。(4)提出了一種基于橋墩頂部水平位移來定義鋼筋混凝土橋墩在地震作用下?lián)p傷指標(biāo)的方法,并通過擬靜力分析,對(duì)橋墩發(fā)生輕微破壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞以及完全破壞四種狀態(tài)的指標(biāo)界限值進(jìn)行了量化。采用ABAQUS軟件建立同時(shí)考慮縱筋與箍筋銹蝕的非線性動(dòng)力分析模型,通過選取10條地震動(dòng)記錄進(jìn)行IDA分析,得到了橋墩不同在役時(shí)間的概率地震需求模型,以此建立了橋墩的地震易損性曲線,并對(duì)材料劣化下的鋼筋混凝土橋墩進(jìn)行了地震易損性評(píng)估,最后與已有的研究成果進(jìn)行了對(duì)比,證明了該方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：鋼筋混凝土橋墩 氯離子侵蝕效應(yīng) 全壽命周期 抗震性能 地震易損性分析 IDA
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U442.55
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 選題背景與研究意義12-15
• 1.1.1 選題背景12-14
• 1.1.2 研究意義14-15
• 1.2 銹蝕鋼筋混凝土墩柱抗震性能的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 銹蝕鋼筋混凝土橋梁地震易損性研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容19-22
• 第2章 海蝕環(huán)境下鋼筋混凝土材料性能的劣化規(guī)律22-36
• 2.1 概述22
• 2.2 海蝕環(huán)境分區(qū)22-23
• 2.3 氯離子侵蝕效應(yīng)23-27
• 2.3.1 氯離子侵入方式23-24
• 2.3.2 氯離子傳輸過程24-26
• 2.3.3 氯離子侵蝕機(jī)理26-27
• 2.4 鋼筋退化模型27-33
• 2.4.1 鋼筋銹蝕指標(biāo)的確定28-30
• 2.4.2 鋼筋初始銹蝕時(shí)間的確定30-31
• 2.4.3 鋼筋直徑與屈服強(qiáng)度退化模型31-33
• 2.5 混凝土退化模型33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第3章 材料劣化對(duì)RC橋墩抗震性能的影響36-52
• 3.1 概述36
• 3.2 模型簡(jiǎn)介36-37
• 3.3 鋼筋初始銹蝕時(shí)間的確定37-38
• 3.4 鋼筋退化模型38-39
• 3.4.1 鋼筋直徑的退化38-39
• 3.4.2 鋼筋屈服強(qiáng)度的退化39
• 3.5 混凝土退化模型39-40
• 3.6 抗震性能分析40-49
• 3.6.1 滯回耗能能力分析41-44
• 3.6.2 骨架曲線分析44-48
• 3.6.3 剛度退化曲線分析48-49
• 3.7 本章小結(jié)49-52
• 第4章 海蝕環(huán)境下保護(hù)層厚度對(duì)RC橋墩抗震性能的影響52-66
• 4.1 概述52
• 4.2 模型簡(jiǎn)介52-53
• 4.3 鋼筋初始銹蝕時(shí)間的確定53-54
• 4.4 鋼筋與混凝土退化模型54-56
• 4.5 抗震分析56-64
• 4.5.1 滯回耗能能力分析56-59
• 4.5.2 骨架曲線分析59-63
• 4.5.3 剛度退化曲線分析63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第5章 基于氯離子侵蝕的RC橋墩地震易損性分析66-84
• 5.1 概述66
• 5.2 易損性分析方法66-68
• 5.2.1 易損性的定義66-67
• 5.2.2 易損性曲線的形成過程67-68
• 5.3 損傷指標(biāo)的確定68-72
• 5.3.1 模型簡(jiǎn)介68
• 5.3.2 基于墩頂水平位移損傷指標(biāo)的確定68-72
• 5.4 基于易損性曲線的損傷評(píng)估72-78
• 5.4.1 橋墩阻尼的確定72-73
• 5.4.2 地震波的選取73-74
• 5.4.3 增量動(dòng)力分析74-76
• 5.4.4 易損性分析76-78
• 5.5 對(duì)比驗(yàn)證78-81
• 5.5.1 與墩頂漂移率方法的比較78-80
• 5.5.2 與位移延性比方法的比較80-81
• 5.6 本章小結(jié)81-84
• 第6章 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況92-93
• 致謝93

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1 孔祥冰;崔s，

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