海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕損傷及框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析.pdf

1、我國是一個海洋大國，開發(fā)和利用海洋已成為國家實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)基本國策，建設(shè)港口、海洋平臺等海洋基礎(chǔ)設(shè)施工程是實(shí)施海洋資源開發(fā)戰(zhàn)略的基本需要。然而，海洋環(huán)境下的工程結(jié)構(gòu)耐久性性能退化嚴(yán)重，特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)遭受氯鹽和硫酸鹽等侵蝕介質(zhì)的腐蝕作用，不僅引起混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性退化，而且導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的抗震性能降低，造成海洋混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命縮短和抗震安全性下降。為了評估海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)服役安全性和可靠性，本文在考慮腐蝕影響混凝土材

2、料和鋼筋材料本構(gòu)關(guān)系的前提下，基于CANNY軟件的平臺，開展海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)與抗震性能隨時間的變化規(guī)律。主要內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)首先以硫酸鹽侵蝕過程中腐蝕程度（侵蝕時間）對混凝土本構(gòu)關(guān)系的影響為例，根據(jù)化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕過程中的強(qiáng)度退化規(guī)律，獲得了一定腐蝕程度下的混凝土強(qiáng)度，并以該強(qiáng)度為基本參數(shù)，建立了不同腐蝕程度下混凝土強(qiáng)度與其應(yīng)力一應(yīng)變曲線特征值之間的關(guān)系，通過對混凝土三線性本構(gòu)模型特征參數(shù)進(jìn)行修正，獲得

3、了硫酸鹽腐蝕過程中考慮腐蝕影響的混凝土本構(gòu)模型。
　　(2)然后以氯鹽侵蝕過程中腐蝕程度（侵蝕時間）對鋼筋本構(gòu)關(guān)系的影響為例，根據(jù)鋼筋在均勻腐蝕、坑蝕以及均勻腐蝕和坑蝕共同作用下的腐蝕速度模型，通過確定模型參數(shù)（鋼筋初始銹蝕時間），便可得到鋼筋的截面銹蝕率，并以其為基本參數(shù)，建立了不同腐蝕程度下鋼筋截面銹蝕率與其本構(gòu)模型特征參數(shù)之間的關(guān)系，獲得了氯鹽腐蝕過程中考慮腐蝕引起截面銹蝕率影響的鋼筋本構(gòu)模型。
　　(3)運(yùn)用CANN

4、Y軟件，通過考慮腐蝕對混凝土與鋼筋材料本構(gòu)關(guān)系的影響，建立了腐蝕條件下混凝土結(jié)構(gòu)抗震分析的有限元分析模型，從而對腐蝕10年的某一五層框架結(jié)構(gòu)與未腐蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的地震響應(yīng)對比分析，主要研究其頂層水平位移時程、各層最大水平位移、層剪力以及層間位移角的變化情況，同時研究了隨著腐蝕年限的增長，結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的變化情況。
　　(4)利用MS單元模型對某一五層三跨混凝土框架結(jié)構(gòu)在不同腐蝕年限下進(jìn)行罕遇地震作用下的能量時程分析，一方面