cfrp加固震损与锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能研究

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1、硕士学位论文CFRP加固震损与锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能研究SeismicRetrofittingofEarthquakeandCorrossionDamagedReinforcedConcreteColumnsUsingCFRPComposites作者：梁彦烁导师：李贤副教授中国矿业大学二○一五年六月中图分类号TU375.3学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文CFRP加固震损与锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能研究SeismicRetrofittingofEarthquakeandCorrossionDamag

2、edReinforcedConcreteColumnsUsingCFRPComposites作者梁彦烁导师李贤副教授申请学位工学硕士培养单位力建学院学科专业结构工程研究方向工程结构抗震与加固答辩委员会主席吕恒林评阅人杜东升张富有二〇一五年六月论文审阅认定书研究生梁彦烁在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢时光荏苒，岁月如梭

3、，转眼已到毕业时节，在这期间老师和同学对我的试验和论文给予了很大帮助，在这里向他们表示感谢。首先衷心感谢我可敬可亲的导师李贤老师，本文的研究工作从选题到完成，无不倾注了导师您诲人不倦的关怀、悉心指导和严格地要求。自从读研以来，跟随导师从事研究工作，深深敬服于李老师严谨求实的治学态度、敏锐的创新思维、博大精深的理论知识和勤奋忘我的工作精神。每当试验到关键时刻，李老师无论多忙，总会在一旁认真地跟我们讲解试验的不足以及改进的地方。这一切我会铭记终生。最后祝愿导师工作顺利，阖家幸福！感谢力建学院吕恒林教授、夏军武教授、袁广林教授、耿欧教授

4、等在研究生课程中不仅传授理论知识，并且无私的分享他们的科研成果。感谢吕恒林教授、周淑春副教授、尹世平副教授、张营营副教授等结构工程系的老师们在我论文开题中提出的宝贵建议。感谢师兄沙士钰，同学赵泽华、夏俊、夏承柱，师弟王威、李新章，师妹刘璐在试验过程中的帮助，在论文完成过程中给予的无私帮助。感谢我的父母在我读研期间的支持和理解。感谢所有关心、支持和帮助过我的老师、同学和朋友们！感谢国家自然科学基金项目（51478459）、中国博士后基金面上项目（2013M540476）、中央高校基本科研业务费项目（2012QNA56）给予的资助。感

5、谢在我读研期间每一位关心过我、帮助过我、给过我鼎力支持而在此尚未提及的人们，你们的情意我将铭记于心！最后，感谢评阅本篇硕士论文和出席论文答辩的各位专家、教授在百忙中所给予的审阅。最后感谢各位专家和老师在百忙中审阅本篇论文，由于水平有限，文中错误和欠妥之处，敬请批评与指正。摘要钢筋混凝土结构长期处于氯盐环境下（如海洋环境、桥梁撒盐除冰等），将由于氯离子侵蚀而产生内部钢筋锈蚀，而钢筋的锈蚀不仅将减小钢筋截面面积，也将降低钢筋与混凝土的粘结作用，从而造成结构整体性能退化。如果这种结构遭遇地震，即使设计时满足抗震要求，也可能会发生严重破坏

6、甚至倒塌。因此评估锈蚀结构抗震性能，探讨锈蚀结构的抗震加固技术，提高锈蚀结构的抗震性能极为重要。基于此，本文以氯盐环境下的钢筋混凝土柱为研究对象，进行了以下研究：（1）采用电化学加速腐蚀的方法制作了10根锈蚀率10%左右的钢筋混凝土柱，并完成该钢筋混凝土试件的低周反复荷载试验，得到了锈蚀钢筋混凝土柱的滞回曲线和骨架曲线。通过与未锈蚀柱的试验结果对比发现锈蚀钢筋混凝土柱的承载力、延性和耗能能力等抗震性能指标均明显退化，分别比未锈蚀柱降低了12%、26.8%和55%。（2）研究了碳纤维布（CFRP）加固锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能，探讨

7、了不同初始震损程度和加载侧移率下碳纤维布的加固效果。研究结果表明，随着锈蚀柱初始震损程度的增加，环向粘贴碳纤维布的加固效果降低，在加载侧移率为2%时，初始震损30%的加固柱比初始震损15%的加固柱整个过程耗能减少54%。随着锈蚀柱加载侧移率的增加，环向粘贴碳纤维布的加固效果提高，在加载侧移率1%和2%时，碳纤维布加固之后试件耗能能力分别提高65.4%和235%。（3）基于低周疲劳作用下钢筋混凝土构件疲劳寿命方程，结合本试验结果分析了锈蚀钢筋混凝土柱滞回耗能与位移延性系数的关系，近似为衰减关系。并使用的Park-Ang双参数地震损伤

8、模型和王东升提出的Park-Ang双参数地震损伤模型改进形式，评估了试件不同试验现象的损伤指数，建议改进Park-Ang双参数地震损伤模型可修复破坏和倒塌破坏损伤指数的临界值分别取为0.4和0.8。（4）采用OpenSEES软件分别进行了锈蚀钢筋混