【摘 要】
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作为钢筋混凝土(RC)剪力墙结构的主要抗侧力构件,RC剪力墙因具有良好的抗震性能,在多、高、超高层建筑及核电站中得到广泛应用。然而,位于我国内陆的RC剪力墙不仅长期面临地震灾害的威胁,还同时遭受一般大气环境侵蚀作用影响,导致其内部钢筋发生不同程度的锈蚀,会造成钢筋有效截面面积减小和钢筋力学性能的退化,从而削弱其抗震性能。抗震性能的准确评估是降低地震灾害风险、减少地震人员伤亡和财产损失的基础,但目前
【基金项目】
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国家科技支撑计划项目(2013BAJ08B03)
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作为钢筋混凝土(RC)剪力墙结构的主要抗侧力构件,RC剪力墙因具有良好的抗震性能,在多、高、超高层建筑及核电站中得到广泛应用。然而,位于我国内陆的RC剪力墙不仅长期面临地震灾害的威胁,还同时遭受一般大气环境侵蚀作用影响,导致其内部钢筋发生不同程度的锈蚀,会造成钢筋有效截面面积减小和钢筋力学性能的退化,从而削弱其抗震性能。抗震性能的准确评估是降低地震灾害风险、减少地震人员伤亡和财产损失的基础,但目前针对一般大气环境下腐蚀RC剪力墙抗震性能的相关研究鲜见报道,因此开展一般大气环境下腐蚀RC剪力墙构件抗震性能研究十分必要和迫切。鉴于此,本文的主要工作和研究成果如下:(1)通过人工气候实验室模拟一般大气的侵蚀环境,对剪跨比为2.14的9榀RC剪力墙试件进行加速腐蚀试验和拟静力试验,研究了钢筋锈蚀程度、横向分布筋间距和轴压比变化对腐蚀RC剪力墙试件破坏状态以及抗震性能的影响规律。结果表明:随钢筋锈蚀程度的加剧,试件的承载力、刚度、延性、总累积滞回耗能、平均能量耗散系数等抗震性能指标均逐渐减小,且破坏时弯剪破坏特征愈加明显;横向分布筋间距的减小对试件承载能力影响不大,但降低了其延性和耗能能力;试件的承载力随轴压比的增大不断提高,但延性和耗能能力逐渐退化。(2)分别建立了腐蚀RC剪力墙试件的宏观恢复力(P-Δ)模型和剪切恢复力(P-g)模型。通过理论方法建立未腐蚀RC剪力墙试件的恢复力模型,结合腐蚀RC剪力墙试验结果,拟合得到综合考虑钢筋锈蚀率及轴压比影响的RC剪力墙恢复力模型骨架曲线特征点修正系数计算公式,并据此建立腐蚀RC剪力墙恢复力模型。对比可知,各试件的骨架曲线、滞回曲线以及试件破坏时的累积耗能等试验值与模拟值均吻合较好,表明所建立的腐蚀RC剪力墙恢复力模型可为该类结构的抗震性能评估提供科学的理论依据。(3)选取合适的工程需求参数EDP作为衡量腐蚀RC剪力墙构件破坏程度的性能指标;划分构件的性能状态并定义构件的性能状态限值;基于所建立的腐蚀RC剪力墙构件剪切恢复力模型,采用蒙特卡洛抽样法并考虑设计参数与材料性能的不确定性,设计RC剪力墙试件样本,通过数值模拟分析方法对其进行静力推覆分析,得到构件在不同性能状态下的性能状态限值量化结果,进而对其进行参数拟合得到易损性函数及其曲线。研究成果可为受一般大气侵蚀的腐蚀RC剪力墙结构的地震灾害风险评估奠定基础。
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