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考虑地震动和腐蚀抗力衰减的跨海桥梁抗震性能研究
| 论文题名： | 考虑地震动和腐蚀抗力衰减的跨海桥梁抗震性能研究 |
| 关键词： | 跨海桥梁;氯离子腐蚀;等超越概率;抗震性能评估;增量动力;易损性分析 |
| 摘要： | 桥梁在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,整个设计使用年限内抗震性能的变化得到了各国学者的广泛关注。特别是对于沿海和跨海桥梁,氯离子的侵蚀会导致桥梁各种材料的性能在较短的时间内较大程度的降低。选择合适的评估方法非常重要,考虑某一时刻桥梁结构自身性能的退化和评估地震作用强度的改变来对桥梁结构抗震性能进行评估是一种新的评估思路,它不仅考虑了腐蚀对于结构自身的影响,还考虑了后续服役期的变化对于评估用地震作用强度的影响。 本文主要借助于Comsol来对钢筋锈蚀前氯离子的扩散进行模拟,通过OpenSees建立桥梁设计使用年限内3个时刻的模型并对其抗震性能进行评估,主要研究内容如下: (1)对中国规范、欧洲规范和美国规范进行研究,计算出随着结构服役时间的变化评估地震作用的强度。核心思想是等超越概率的原则,经过计算可知,随着结构后续服役期减小,评估地震作用强度同样减小。 (2)利用Comsol确定结构不同区域钢筋初始锈蚀时间。氯离子扩散方程考虑了多种因素对于扩散系数的影响。模拟发现,结构处于浪溅区部位的钢筋最早开始锈蚀,水下区由于缺少氧气和光,氯离子的扩散极其缓慢,这一区域钢筋的锈蚀在结构的设计使用年限内可以不予考虑。 (3)考虑到腐蚀对于钢筋屈服强度和直径变化的影响,利用OpenSees对新建结构、结构服役30年、结构服役45年时进行模拟,选取10条合适的地震动,对3个时刻的结构进行增量动力分析,研究表明,结构腐蚀的时间越长,桥墩的损伤指标越大,固定支座的损伤指标越小。 (4)采用按照等超越概率确定的地震作用强度评估同一桥梁在刚刚建成、服役30年后、服役45年后的抗震性能。结果表明,考虑腐蚀和评估地震作用的共同影响,结构四种损伤状态的易损性随着服役时间的增加在不断的降低。 |
| 作者： | 苑溦 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 郭安薪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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