【摘要】：海洋環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時常會與海水中的硫酸鹽、氯鹽等物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致混凝土和鋼筋的力學(xué)性能受到損傷,使得結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性降低、建筑物使用壽命大幅縮短。因此,研究損傷后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng),對于評估和判斷混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠度具有重要意義。本文研究了腐蝕條件下混凝土和鋼筋的本構(gòu)模型,通過對有限元軟件OpenSEES的二次開發(fā),將腐蝕本構(gòu)關(guān)系嵌入至OpenSEES軟件內(nèi),并通過Pushover分析和動力時程分析得到了腐蝕條件下結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能隨腐蝕時間的變化規(guī)律,具體內(nèi)容如下:(1)首先根據(jù)Pushover分析方法的基本原理,詳細(xì)的給出了能力譜法的計(jì)算過程以及目標(biāo)位移求解方法,并編寫對應(yīng)的MATLAB計(jì)算程序,開發(fā)了相應(yīng)的GUI可視化操作界面。(2)其次,根據(jù)硫酸鹽在混凝土中的擴(kuò)散規(guī)律,通過數(shù)值分析得到了混凝土截面內(nèi)硫酸根離子濃度以及混凝土強(qiáng)度損傷系數(shù)的分布情況,并以Kent-Park本構(gòu)模型為基礎(chǔ),建立了考慮硫酸根離子侵蝕損傷的混凝土本構(gòu)模型,根據(jù)氯離子侵蝕鋼筋的規(guī)律,推導(dǎo)得出了鋼筋在均勻腐蝕和坑蝕共同作用下鋼筋的本構(gòu)關(guān)系以及鋼筋剩余截面面積的計(jì)算公式。(3)再次,通過對OpenSEES中的混凝土本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行二次開發(fā),從而得到隨腐蝕時間而變化的混凝土本構(gòu)模型,同時通過修改不同腐蝕年限下鋼筋的截面面積,建立了腐蝕條件下鋼筋混凝土門式框架的分析模型,并對模型進(jìn)行了單向Pushover分析以及循環(huán)往復(fù)推覆分析,結(jié)果表明:腐蝕條件下混凝土門式框架的力學(xué)性能隨腐蝕時間的增加而下降。(4)最后,以考慮腐蝕的鋼筋混凝土本構(gòu)關(guān)系為基礎(chǔ),以O(shè)penSEES為有限元建模平臺,對海洋環(huán)境下一高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行Pushover分析和時程分析,研究了罕遇地震下結(jié)構(gòu)薄弱層的最大層間位移角、層間位移以及結(jié)構(gòu)性能點(diǎn)隨腐蝕時間的變化規(guī)律,結(jié)果表明:高層框架結(jié)構(gòu)的抗震性能隨著腐蝕時間的增加而降低。
【圖文】：

論文邐海洋環(huán)境下浞凝丨：結(jié)構(gòu)抗ｆｅｎ能返化過ｗ及地Ｆ，＾ａ１ｙ］ｘ＾ｔａ，ｌｘｋ＝＼逡逑Ｑ＝癖＾＝ａ－ｅ，－，ｆ；、ｇ，、＇分別為第７‘振型第／層的水平力、層間剪力以及水平相對ａ；和＾分別為第）振型對應(yīng)的地震影響系數(shù)和振型參Ｕ系數(shù)；逡逑／７為考慮的振型數(shù)；逡逑邐＾１邋＿—邋邐？｜逡逑

邐客振sE逡逑圖２－１四種側(cè)向加載模式逡逑２．２．４目標(biāo)位移求解方法逡逑將多自由度體系模型簡化為單自由度體系，保持結(jié)構(gòu)豎肉荷載ｔＨ定，并且沿結(jié)構(gòu)高逡逑度方向施加某一分布的水平荷載，，采用位移或者力加載模式對結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級加載，使得逡逑結(jié)構(gòu)構(gòu)件由彈性狀態(tài)依次進(jìn)入塑性狀態(tài)，找出開裂或屈服的構(gòu)件并個斷修改結(jié)構(gòu)總剛度逡逑矩陣，根據(jù)結(jié)構(gòu)在不問時刻的剛度調(diào)整荷載或位移增量，直到結(jié)構(gòu)達(dá)到目標(biāo)位移點(diǎn)或者逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P75;TU37

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2642261