鋼筋混凝土損傷對(duì)剪力墻受力性能的影響分析.pdf

1、在土木工程領(lǐng)域，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)憑借其諸多優(yōu)勢(shì)仍是當(dāng)前最普遍的建筑結(jié)構(gòu)形式。在一般大氣環(huán)境下，基于材料尺度的鋼筋混凝土耐久性損傷，最為突出的兩方面是鋼筋銹蝕和混凝土碳化問題。而一般來講，混凝土的碳化往往是結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌鋼筋銹蝕的前提，而銹蝕往往加速混凝土的碳化，即兩者之間存在必然的耦合關(guān)系。相對(duì)于無損鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)結(jié)構(gòu)在一定服役齡期后綜合考慮材料耐久性損傷的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的力學(xué)性能研究往往更具現(xiàn)實(shí)意義。本文主要做了如下工作：
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2、1）綜合分析鋼筋銹蝕和混凝土碳化后受力性能及本構(gòu)關(guān)系，選取出適用于材料損傷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析的建模本構(gòu)。碳化混凝土本構(gòu)上，在未碳化混凝土基礎(chǔ)上對(duì)碳化混凝土相關(guān)參數(shù)進(jìn)行折減；銹蝕鋼筋本構(gòu)關(guān)系上，迭代推倒出基于不同鋼筋銹蝕率的應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型，在模擬中對(duì)不同鋼筋銹蝕率分別代入相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
　?。?）對(duì)混凝土碳化、鋼筋銹蝕單一方面的預(yù)測(cè)模型，本文在比較和總結(jié)前輩研究的基礎(chǔ)上，選定若干參數(shù)，建立出西安地區(qū)一般大氣環(huán)境下基于結(jié)

3、構(gòu)服役齡期的簡(jiǎn)化碳化-銹蝕組合預(yù)測(cè)模型。給出西安地區(qū)在役鋼砼結(jié)構(gòu)其混凝土碳化深度及鋼筋銹蝕量的組合預(yù)測(cè)辦法，并結(jié)合一定的工程檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，具有一定的指導(dǎo)意義。
　　（3）對(duì)選定參數(shù)的完好剪力墻實(shí)現(xiàn)ABAQUS軟件的有效模擬的基礎(chǔ)上，選取構(gòu)件服役壽命周期中關(guān)鍵齡期節(jié)點(diǎn)，基于不同服役年限，對(duì)材料損傷后剪力墻受力性能進(jìn)行對(duì)比研究。研究表明：○1服役齡期未達(dá)鋼筋開始銹蝕時(shí)間前，混凝土的碳化將使結(jié)構(gòu)極限承載力、屈服荷載、整體剛度提

4、高；但相應(yīng)地，其屈服位移、極限位移及結(jié)構(gòu)延性耗能能力有所降低?！?鋼筋的輕微銹蝕將有利于剪力墻結(jié)構(gòu)的延性耗能，當(dāng)服役齡期至混凝土開始銹脹時(shí)，剪力墻各項(xiàng)受力性能劣化加快，此時(shí)剪力墻極限荷載、峰值位移、延性系數(shù)相對(duì)于完好剪力墻降低約40％左右?！?服役齡期繼續(xù)增長(zhǎng)（混凝土銹脹后）,鋼筋與混凝土之間粘結(jié)滑移較快出現(xiàn)，往復(fù)荷載下墻體各項(xiàng)性能指標(biāo)呈快速降低趨勢(shì)。當(dāng)剪力墻服役齡期達(dá)到內(nèi)部鋼筋銹蝕率為10%左右時(shí)（本文剪力墻服役齡期對(duì)應(yīng)103年），剪