文档介绍：摘要实际工程中,由于外界环境的影响,混凝土中钢筋锈蚀是非常普遍的现象。锈蚀钢筋混凝土结构仍需要抵御包括地震等动力荷载在内的作用。研究锈蚀钢筋混凝土的动态粘结性能,建立锈蚀钢筋混凝土的动态粘结滑移本构关系对现役结构的动力分析是至关重要的。本研究是导师申请的国家自然科学基金项目“钢筋混凝土结构锈裂损伤的参数识别与系统仿真评估”己的子课题,通过对受拉试件电化学快速锈蚀试验结果的分析,探讨了电化学锈蚀环境对锈蚀速度的影响;对试件表面裂缝宽度、试件破型后钢筋平均锈蚀深度以及坑锈深度进行了量测,得出了表面裂缝宽度与平均锈蚀深度,平均锈蚀深度与最大坑锈根据个试件动态拉伸试验结果,得出了粘结应力沿锚固深度分布的时程变分布、钢筋残余应变分布、残余粘结应力分布、初滑移荷载以及两端滑移差的影响规律。通过对不同加载频率试件粘结性能的研究,得出了粘结性能也存在速率探究了动荷载下锈蚀钢筋混凝土的粘结机理;基于实测资料,建立了动荷载下把瞬态动力学法应用于试件的非线性动力分析,探讨了锈蚀钢筋混凝土性有限元仿真分析,对锈蚀钢筋混凝土动态粘结性能的影响因素进行了探讨。基于电化学试验资料对现有的锈裂模型进行了验证。在前人建立的锈裂模型基础上,提出了考虑电化学锈蚀速度、较大痙以及粗钢筋影响的锈裂模型;用径向压力模拟钢筋锈胀对周围混凝土的作用,通过试验结果和非线性有限元分析,探讨了轴向不均匀锈蚀对结构的影响和胀裂时锈胀压力的影响因素。关键词:动态性能拉伸试验粘结滑移锚固长度锈蚀钢筋深度的统计关系。化规律;通过对不同锈蚀程度试件试验结果的分析,研究了锈蚀程度对粘结应力敏感性的结论。锈蚀变形钢筋与混凝土的粘结滑移本构关系。为动荷载下服役钢筋混凝土结构的结构的有限元模型以及锈裂损伤对有限元分析中有关参数取值的影响;利用非线研究的主要内容如下:非线性有限元分析提供了理论根据。
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钢筋混凝土结构在正常使用期间,由于各种各样的原因会出现钢筋锈蚀的现象。钢筋的锈蚀不仅使有效截面减少,而且会使其与混凝土的粘结性能发生退化。锈蚀钢筋混凝土结构仍需要抵御包括地震等动力荷载在内的作用。研究动荷载作用下粘结性能随钢筋锈蚀程度加深的变化规律,有助于恰当地评估服役结构的实际承载力,对服役结构的鉴定和耐久性分析具有重要的现实意义,对新建建筑物从结构动力计算的整个过程来看,计算结果能否接近结构的真实响应,应从两方面来考虑:一是力学分析过程正确⒃谝欢ɡ砺壑,二是材料动力本构模型墒匝楣槟啥正确模拟材料的性能。近年来,随着数学、力学的不的研究尚不成熟,锈蚀钢筋与混凝土的动态粘结性能研究基本上是空白。所以研究锈蚀钢筋混凝土的动态粘结性能,建立动荷载下锈蚀钢筋与混凝土的粘结滑移本构关系,对现役结构的动力分析是至关重要的。本文通过电化学快速锈蚀方法获得不同锈蚀程度的柱式拉伸试件,用电液伺服动力加载系统进行动态拉伸试验。采用钢筋开槽内贴片的方法测量钢筋应变沿锚固长度的变化,外贴片测量混凝土外表面应变,并在加载端和自由端安装干分表量测两端滑移。通过对试验资料的分析和研究,取得了以下创新成果:①在峰值逐渐增大的三角波荷载作用下,锈蚀钢筋混凝土粘结应力分布呈现双缓,在自由端渐趋丰满;粘结应力分布存在速率敏感性,加载频率越高,粘结应力峰值越大,且位置越靠近加载端。②建立了动载下与锚固位置和锈蚀程度有关的钢筋混凝土粘结滑移本构关系。针对过去研究者在确定界面处混凝土位移时缺乏科学性的事实,本研究在求界面处混凝土变形时,从实测外表面混凝土应变和截面平均应变入手,引入界面混凝土等效应变等参数,从而最大限度地利用了实测资料,增加了公式建立的科学依据,减少了盲目性。③对试件进行了非线性有限元动力分析,基于有限元分析和试验结果探讨了影响锈蚀钢筋和混凝土之间粘结性能的因素;研究了自由端初滑移荷载、加载端和自由端滑移差随锈蚀程度的变化规律。④建立了考虑锈蚀速度、粗钢筋和厚保护层影响的锈裂模型;基于试验结果和非线性有限元分析,研究了轴向不均匀锈蚀对主应力分布的影响以及工程危害。,但混凝土的材料动力特性峰值现象;尽管荷载峰值在增加,但粘结应力分布曲线在加载端小范围内逐渐变的耐久性设计也具有指导意义。
论文作者┟:踅篮燕力叩/年月,日学位论文独创性声明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实,本人负全部责任。≯卿靠年具学位论文使用授权说明河海大学、中国科学信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊馀版缱釉又旧缬腥ūA舯救怂徒谎宦畚