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考虑不确定性的钢筋混凝土桥梁地震易损性研究

基于性能的地震工程(PBEE)设计方法经过了近20年的发展,理论框架已经日益成熟,并逐渐被各国的抗震设计规范所采纳。与传统的抗震设计方法相比较,基于性能抗震设计(PBSD)最大的特点是,强调用一些容易被大众所接受的变量来量化结构物在地震作用下的响应和性态水平。然而,由于人类目前掌握知识水平的局限性以及事物本身固有的随机性,都不可避免的会涉及到诸多的不确定性问题。如何准确地量化这些不确定性的影响仍是当前的研究热点,也是确保基于性能抗震设计真实可靠的前提。地震易损性分析作为基于性能抗震设计的一个重要中间环节,能够同时将概率地震危险性分析和地震需求分析中的诸多不确定性因素有效地联系在一起,并为最后的地震损失评估提供基础。目前,考虑不确定性的地震易损性分析在建筑和桥梁等工程抗震领域都倍受欢迎。然而,一方面国际上关于桥梁地震易损性分析中不确定性的研究还不完善;另一方面,我国桥梁所处的地质条件、采用的设计规范以及养护条件都有其自身的特点,国  (本文共214页) 本文目录 | 阅读全文>>

福州大学
福州大学

基于材料性能退化的近海桥梁地震风险概率评估

我国沿海地区修建了大量的近海或跨海桥梁,由于地处环太平洋地震带附近,在服役期内可能遭受破坏性地震作用,且由于在海洋环境中,桥梁遭受氯离子侵蚀作用造成钢筋锈蚀损伤,导致桥梁结构的抗震性能过早出现严重的退化,尤其是箍筋的腐蚀会显著影响结构的抗剪能力,使近海桥梁的维护使用成本不断增加。已有的概率风险评估框架并未包含地震风险和结构连续退化风险共同作用下的结构可靠性评估,因此评估氯离子腐蚀作用对近海桥梁结构抗震性能的影响具有重要的理论意义和实用价值。本文基于概率理论和蒙特卡罗抽样法,考虑氯离子侵蚀作用引起的钢筋混凝土材料性能退化的不确定性,针对近海混凝土连续梁桥,对桥梁结构的抗震性能评估、地震易损性分析和地震风险概率评估进行了深入的研究。本文的主要研究内容如下:(1)通过总结归纳已有的研究成果,确定氯离子扩散系数、表面氯离子浓度和氯离子浓度阈值的概率模型,得到不同腐蚀环境的钢筋初始腐蚀时间的概率分布模型;根据已有的钢筋混凝土性能劣化模型,...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

锈蚀钢筋混凝土框架结构地震易损性分析

钢筋混凝土结构耐久性是当前土木工程领域的主要研究热点,而钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性失效的主要原因。全球范围内,钢筋锈蚀造成的工程结构失效带来了巨大的经济损失。近三十年来国内外众多学者就此课题开展了大量的研究。然而这些研究工作仍存在非线性分析模型不全面、分析模型缺少验证和缺少基于概率的锈蚀钢筋混凝土结构抗震性能评估方法等不足。鉴于此,本文围绕锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性评估展开了研究。取得了以下成果:(1)钢筋锈蚀损伤涉及钢筋名义强度、钢筋受压屈曲、保护层混凝土、核心混凝土和钢筋-混凝土黏结滑移力学性能退化多个方面。通过广泛修改材料单轴本构关系,建立了综合考虑各方面钢筋锈蚀损伤、适用于结构层次数值模拟的纤维梁单元,并且选取了锈蚀钢筋混凝土柱子拟静力试验数据与之对比,验证其有效性;(2)既有研究关于“钢筋锈蚀损伤是否对钢筋混凝土结构抗震性能有显著影响”这一问题存在分歧。本文通过对一个简单的钢筋混凝土单墩体系进行地震易损性分析...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛理工大学
青岛理工大学

海洋环境下RC圆柱桥墩抗震性能分析及地震易损性评估

海洋环境中氯离子对钢筋混凝土的侵蚀直接影响钢筋混凝土桥墩的抗震性能。桥墩柱作为桥梁的重要受力构件,钢筋混凝土桥墩劣化后,在强烈地震作用下更容易出现不同的破坏状态,给人类的生命财产安全造成严重的威胁。随着海洋环境的日益开发和利用,近海桥梁大量修建,为此分析海洋环境下钢筋混凝土桥梁的抗震性能有着重要的意义。本文基于海洋环境中氯离子侵蚀钢筋混凝土规律,运用有限元软件ABAQUS分析桥墩柱不同服役时间点的抗震性能。(1)阅读国内外氯离子对混凝土的渗透研究现状,以及劣化后钢筋混凝土桥墩的地震易损性研究现状,概括了本文研究的内容以及分析方法。(2)总结前人关于氯离子渗透不同种类混凝土的大量试验,并考虑海洋环境中干湿循环因素的影响因素,结合菲克第二定律拟合不同实验氯离子在混凝土中渗透扩散系数,确定经验系数m值。运用菲克第二定律求解钢筋混凝土发生初始锈蚀时间概率曲线。(3)分析墩高对钢筋混凝土桥墩在海洋环境下的抗震能力影响,运用Pushover...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

氯离子侵蚀钢筋混凝土桥墩地震易损性研究

桥梁结构在服役期内不可避免地受到环境因素的影响而发生性能退化问题,特别是近海桥梁结构,因遭受氯离子的不断侵蚀,情况尤为严重。钢筋混凝土桥墩作为桥梁的重要抗震构件,在地震中容易发生破坏。本文研究了氯离子侵蚀引起的桥墩抗震性能退化问题,就锈蚀桥墩时变地震易损性开展了较为系统地研究,包括时变地震需求和抗震能力两个方面,力图为钢筋混凝土桥墩全寿命抗震设计理论提供参考。主要内容及结论如下:(1)试验研究认为锈蚀钢筋与混凝土间的粘结滑移退化显著,本文通过考虑氯离子侵蚀作用对钢筋、混凝土材料应力-应变关系的影响,及其引起的粘结强度退化问题,推导了锚固区钢筋的屈服滑移量计算公式,改进了钢筋应力-滑移量恢复力模型,进而基于OpenSees有限元平台建立了考虑墩底锚固区粘结退化的锈蚀钢筋混凝土桥墩抗震分析模型。与锈蚀桥墩拟静力试验结果对比表明,本文所建立的桥墩数值模型能够较好地模拟锈蚀桥墩的滞回性能,且对墩底锚固钢筋滑移变形成分的预测具有较高精度。...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

《地震工程学报》2020年06期
地震工程学报

钢筋混凝土桥梁地震易损性评估模型设计

桥梁作为交通中不可或缺的一部分,对其地震易损性进行研究具有现实意义。针对当前桥梁地震易损性分析方法存在准确性待提升的问题,提出基于模糊评定的钢筋混凝土桥梁地震易损性评估模型。以桥梁结构层次、材料层次及边界层几方面为主对桥梁评估过程中的不确定性参数进行分析。以分析结果为依据,考虑到桥梁损失是一个...  (本文共7页) 阅读全文>>