【摘 要】
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在沿海地区或长期处于酸性环境的建筑物容易受到自然腐蚀引起构件锈蚀破坏而导致结构抗力减弱,这是由于氯离子大量存在,保护层碳化后,钢筋在酸性条件下锈蚀严重,导致构件承载
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在沿海地区或长期处于酸性环境的建筑物容易受到自然腐蚀引起构件锈蚀破坏而导致结构抗力减弱,这是由于氯离子大量存在,保护层碳化后,钢筋在酸性条件下锈蚀严重,导致构件承载力大大减弱,从而转为脆性破坏,抗震性能退化严重。为探究锈蚀作用下受弯构件的抗震性能退化规律,本文设计9个钢筋混凝土倒T型柱,选用人工试验加速锈蚀方法制取构件,用试验和模拟相结合的方法进行研究分析,主要包括以下几方面:钢筋混凝土倒T型柱试件内箍筋加速锈蚀试验。考虑箍筋间距和箍筋锈蚀率等因素,对构件箍筋进行通电加速锈蚀,从而带动纵筋锈蚀,尽可能的模拟还原自然锈蚀的机理。试验细致观察钢筋锈蚀状态,发现锈蚀产物溢出位置沿箍筋分布,锈蚀量开始增加很快,后趋于平缓。锈蚀产物的溢出造成保护层开裂,角部形成沿纵筋方向主锈蚀裂缝和沿箍筋的细小水平裂缝。箍筋锈蚀为不均匀锈蚀,出现单侧锈坑,直线段锈蚀接近均匀,纵筋锈蚀趋近均匀,锈蚀率较小。锈蚀钢筋混凝土柱试件动力性能试验。采用拟静力低周反复加载方式,分析了箍筋腐蚀量、箍筋间距对锈蚀弯压试件加载过程和损坏形态、滞回及耗能能力退化规律。结果显示,由于箍筋锈蚀,对混凝土限制功能降低,弯压构件抗震性能退化;锈蚀率小于15%构件,承载力反而有所提高,破坏延后,抗震性能较好;锈蚀率大于30%构件,伴随着箍筋锈蚀量增大,滞回曲线由饱满的梭形逐渐向弓形转化,捏拢现象逐步显现,强度下降程度和刚度衰退水平均增大,耗能和延性都降低,累积耗能量也随之降低;而且两个变量伴随随钢筋锈蚀量的增大而变化的幅度随箍筋间距的减小而增大。锈蚀钢筋混凝土柱ABAQUS模拟低周往复作用。依照试验模型进行有限元建模,选取合适的材料属性、本构模型和连接方式,通过模拟分析,得出混凝土柱和柱内钢筋破坏形态和滞回曲线,并与实际试验中数据进行对比,验证数值模拟的可行性。
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