多龄期钢筋混凝土结构多次地震损伤机理及抗震性能研究

地震灾害严重威胁着我国经济建设和发展，保障钢筋混凝土结构城市建筑物抗震安全是经济发展的迫切需求。课题以城市中材料性能已发生老化的不同龄期钢筋混凝土结构为研究对象，研究其在单次地震和多次地震作用下的损伤机理和抗震性能分析。课题采用室内快速锈蚀试验模拟不同龄期的钢筋混凝土结构，以多龄期混凝土材料和锈蚀钢筋的动态本构模型研究为基础，通过数值分析和试验研究相结合的方法建立不同龄期钢筋混凝土构件和节点的滞回关系和整体结构的非线性分析模型；通过构件和节点的往复加载试验和整体结构振动台试验以及实际结构的现场试验验证分析模型，并进行修正，提出合理的非线性分析方法。开展不同龄期钢筋混凝土结构在单次和多次地震作用下的损伤机理和抗震性能研究，在分析其抗震性能影响因素基础上建立其抗震性能衰减规律和评估方法。课题研究成果可供多龄期钢筋混凝土结构多次地震作用下抗震性能分析及震后抗震性能的评估和修复提供理论依据。

地震灾害严重威胁着我国经济建设和发展，保障钢筋混凝土结构城市建筑物抗震安全是经济发展的迫切需求。在城市中存在着大量已经服役一定时间的钢筋混凝土结构建筑物，这些建筑物由于混凝土碳化等引起钢筋锈蚀，已经发生锈蚀的多龄期建筑物的抗震性能评估对于房屋的安全评估和加固修复具有重要的理论意义。课题以城市中材料性能已发生老化的不同龄期钢筋混凝土结构为研究对象，通过静态荷载试验、动态荷载试验和往复荷载试验研究其在单次地震和多次地震作用下的损伤机理和抗震性能。课题采用室内快速锈蚀试验模拟不同龄期的混凝土柱、梁柱节点和剪力墙等构件，并进行了抗震性能研究。开展了从现场取回使用达60年的梁的抗震性能和承载力的研究。通过拉拔试验研究了静态荷载、动态荷载和循环荷载作用下不同直径的钢筋和不同锈蚀率的钢筋与混凝土之间的粘结滑移模型。课题取得了如下成果：(1)建立了重量损失率、截面损失率等锈蚀率之间的转换关系，并建立了锈蚀钢筋屈服强度、极限强度和极限延伸率的评价模型；(2)建立了考虑钢筋直径影响、锈蚀率影响的锈蚀钢筋与混凝土之间的静态粘结滑移模型；建立了考虑钢筋直径影响、锈蚀率影响和加荷速率影响的锈蚀钢筋与混凝土之间的动态粘结滑移模型；(3)构建了不同锈蚀率和不同偏心距下锈蚀钢筋混凝土在压弯荷载共同作用下的承载力评价方法；(4)构建了不同轴压比和不同锈蚀率的锈蚀钢筋混凝土柱的滞回性能骨架曲线模型；(5)建立了不同锈蚀率下锈蚀钢筋混凝土节点在多次地震作用下的抗震性能评价方法；(6)建立了不同锈蚀论下多龄期锈蚀钢筋混凝土剪力墙在多次地震作用下的抗震性能评价方法；(7)建立了多龄期钢筋混凝土梁抗震性能和承载力的评价体系；(8)开发了钢筋与混凝土动态粘结性能试验装置和方法，获得了国家发明专利；(9)开发了锈蚀钢筋沿长度方向不同位置锈蚀率的测量方法，获得了专利；(10)开发了便携式梁柱节点和剪力墙抗震性能试验方法，获得了专利。课题研究成果可供多龄期钢筋混凝土结构多次地震作用下抗震性能分析及震后抗震性能的评估和修复提供理论依据。