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《哈尔滨工业大学》 2010年
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在役多龄期钢筋混凝土柱抗震性能研究

杨满  
【摘要】: 由于人们长期以来一直都认为混凝土是一种耐久性能良好的建筑材料而忽视了混凝土材料的耐久性问题,使得学者关于耐久性对混凝土结构性能的研究进展较为缓慢。另一方面,耐久性所造成的直接和间接损失远远超出人们的预料,给世界各国带来相当严重的经济负担。我国汶川地震和玉树地震的震害调查分析发现,很多老化钢筋混凝土结构的抗震性能较之于现代建筑明显降低,其主要原因是由于建筑物的老化,耐久性受到影响,钢筋的应力应变和强度以及混凝土的强度性能都发生了较大的变化,而且钢筋和混凝土两者之间的连接性能也受到影响。 在越来越多的建筑物进入老龄期甚至超龄期的时候,我国目前对于抗震的研究还局限于新结构的抗震性能分析和可靠度评估,对于老化多龄期结构的耐久性和可靠性以及预测其剩余寿命研究相对较少,本文则主要针对混凝土碳化、钢筋锈蚀、多龄期旧柱抗震性能等问题进行以下阐述和研究。 钢筋锈蚀在诸多混凝土结构破坏因素中占据首位。锈蚀将直接影响到结构的适用性和安全性,通过对在役多龄期钢筋混凝土柱进行低周循环往复加载试验,分别测定不同轴压比作用下其滞回曲线、骨架曲线、破坏特点以及裂缝的特征等,简单分析了轴压比对多龄期构件的抗震影响。研究发现,由于多龄期混凝土级配较差、强度较低、钢筋锈蚀而导致钢筋和混凝土之间的粘结退化等原因使得裂缝沿钢筋与混凝土保护层界面纵向产生并发展,构件的耗能能力和延性均降低,试件破坏时脆性较为明显。 论文中进行了混凝土的快速碳化试验,在碳化不同年限混凝土应力应变关系的测定中可以发现,混凝土碳化期限越长,混凝土峰值应力越大,而且其直线段占上升段的比例越大,峰值应力处的曲线斜率越大,下降段越陡。 在此试验的基础上,按照试验中构件的几何尺寸和材料参数,钢筋混凝土之间采用摩擦系数来体现其粘结滑移关系,同时用衰减系数来体现不同轴压比工况中循环荷载作用下构件的刚度退化现象,用ABAQUS有限元分析软件对此试验进行了滞回曲线的模拟,软件计算结果与试验吻合较好,通过计算结果中最大作用荷载时钢筋以及混凝土的应力云图,分析了多龄期钢筋混凝土柱在反复荷载作用下的受力特性及破坏机理。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU375.3;TU311.3

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