钢筋混凝土损伤对剪力墙受力性能的影响分析

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1、西安科技大学硕士学位论文钢筋混凝土损伤对剪力墙受力性能的影响分析专业名称：结构工程作者姓名：朱传明指导教师：苏三庆学位论文独创性说明本人郑重声明：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其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知

2、识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：钢筋混凝土损伤对剪力墙受力性能的影响分析专业：结构工程硕士生：朱传明（签名）指导老师：苏三庆（

3、签名）摘要在土木工程领域，钢筋混凝土结构凭借其诸多优势仍是当前最普遍的建筑结构形式。在一般大气环境下，基于材料尺度的钢筋混凝土耐久性损伤，最为突出的两方面是钢筋锈蚀和混凝土碳化问题。而一般来讲，混凝土的碳化往往是结构内嵌钢筋锈蚀的前提，而锈蚀往往加速混凝土的碳化，即两者之间存在必然的耦合关系。相对于无损钢筋混凝土结构的研究，对结构在一定服役龄期后综合考虑材料耐久性损伤的结构或构件的力学性能研究往往更具现实意义。本文主要做了如下工作：（1）综合分析钢筋锈蚀和混凝土碳化后受力性能及本构关系，选取出适用于材料损伤钢筋混凝土结构有限元分析

4、的建模本构。碳化混凝土本构上，在未碳化混凝土基础上对碳化混凝土相关参数进行折减；锈蚀钢筋本构关系上，迭代推倒出基于不同钢筋锈蚀率的应力应变本构模型，在模拟中对不同钢筋锈蚀率分别代入相应的应力应变关系。（2）对混凝土碳化、钢筋锈蚀单一方面的预测模型，本文在比较和总结前辈研究的基础上，选定若干参数，建立出西安地区一般大气环境下基于结构服役龄期的简化碳化-锈蚀组合预测模型。给出西安地区在役钢砼结构其混凝土碳化深度及钢筋锈蚀量的组合预测办法，并结合一定的工程检测数据对模型进行验证，具有一定的指导意义。（3）对选定参数的完好剪力墙实现ABA

5、QUS软件的有效模拟的基础上，选取构件服役寿命周期中关键龄期节点，基于不同服役年限，对材料损伤后剪力墙受力性能进行对比研究。研究表明：○1服役龄期未达钢筋开始锈蚀时间前，混凝土的碳化将使结构极限承载力、屈服荷载、整体刚度提高；但相应地，其屈服位移、极限位移及结构延性耗能能力有所降低。○2钢筋的轻微锈蚀将有利于剪力墙结构的延性耗能，当服役龄期至混凝土开始锈胀时，剪力墙各项受力性能劣化加快，此时剪力墙极限荷载、峰值位移、延性系数相对于完好剪力墙降低约40%左右。○3服役龄期继续增长（混凝土锈胀后）,钢筋与混凝土之间粘结滑移较快出现，往

6、复荷载下墙体各项性能指标呈快速降低趋势。当剪力墙服役龄期达到内部钢筋锈蚀率为10%左右时（本文剪力墙服役龄期对应103年），剪力墙各项指标降低已超过50%。关键词：材料损伤；剪力墙；有限元模拟；碳化-锈蚀模型研究类型：应用研究Subject:AnalysisoftheEffectontheMechanicalPropertiesofDamagedReinforcedConcreteShearWallSpecialty:StructureEngineeringName:ZhuChuanming(Signature)Instructo

7、r:SuSanqing(Signature)ABSTRACTReinforcedconcretestructureisoneofthecommonlyuseddesignformsofcivilengineeringstructure.alongwiththewidespreadapplicationincivilengineering,itsdurabilityissuehascausedtheattentionofallovertheworld.Withthegrowthofserviceage,thedurabilityof

8、structurematerialappearedallkindsofinevitabledamage,andtheresearchonmechanicalpropertiesofthestructureorcomponentwithmateria