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近海大气环境下锈蚀钢框架梁抗震性能试验及恢复力模型研究

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工程力学 2018年第12期35卷 98-106,115页

作者：郑山锁张晓辉赵旭冉刘毅西安建筑科技大学土木工程学院陕西710055

为了研究近海大气环境下锈蚀钢框架梁的抗震性能,对5根钢框架梁进行了近海大气环境加速腐蚀试验和低周反复加载试验,分析了不同锈蚀程度对钢框架梁破坏模式、承载能力、变形能力及耗能能力等的影响。结果表明:随着锈蚀程度的增加,试件... 详细信息

为了研究近海大气环境下锈蚀钢框架梁的抗震性能,对5根钢框架梁进行了近海大气环境加速腐蚀试验和低周反复加载试验,分析了不同锈蚀程度对钢框架梁破坏模式、承载能力、变形能力及耗能能力等的影响。结果表明:随着锈蚀程度的增加,试件底端翼缘屈曲、腹板鼓曲及塑性铰形成所对应的位移逐渐减小;试件承载力及延性显著降低,强度和刚度退化明显,耗能变差。在试验研究的基础上,引入循环退化指数,建立了能够反应强度、刚度循环退化效应的锈蚀钢框架梁恢复力模型;并与试验滞回曲线进行对比,两者吻合较好,验证了该恢复力模型的适用性。研究成果为近海大气环境下在役钢结构的抗震性能评估奠定了试验与理论基础。

关键词：近海大气环境锈蚀钢框架梁低周往复加载试验抗震性能恢复力模型

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近海大气环境下砖砌体组合墙抗震性能试验

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第11期46卷 92-98页

作者：郑山锁郑淏牛丽华明铭西安建筑科技大学土木工程学院

为研究近海大气环境下构造柱-圈梁约束砖砌体组合墙的抗震性能,以4榀组合单墙片和4榀组合双墙片试件作为研究对象,对试件进行了室内加速腐蚀试验,进而对其进行低周往复加载试验,观察砖砌体组合墙试件的破坏过程与特征,分析腐蚀循环作用... 详细信息

为研究近海大气环境下构造柱-圈梁约束砖砌体组合墙的抗震性能,以4榀组合单墙片和4榀组合双墙片试件作为研究对象,对试件进行了室内加速腐蚀试验,进而对其进行低周往复加载试验,观察砖砌体组合墙试件的破坏过程与特征,分析腐蚀循环作用对其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能的影响.试验结果表明：试件破坏形式最终均为脆性剪切破坏;腐蚀循环作用对砖砌体组合墙试件的破坏形态有一定影响;随着腐蚀循环次数的增加,试件的极限承载力、初始刚度、耗能能力均表现出不同程度的退化;组合双墙片试件的抗震性能优于组合单墙片试件,其材料性能得以较为充分地发挥,墙体内应力分布更加均匀,刚度退化速率相对较慢.

关键词：砖砌体组合墙近海大气环境室内加速腐蚀拟静力试验抗震性能

近海大气环境作用下钢框架节点时变地震损伤研究

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工程力学 2019年第1期36卷 61-69页

作者：徐强郑山锁商校瑀长安大学地质工程与测绘工程学院西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 东北电力大学建筑工程学院吉林132012

已服役的结构由于所处的环境作用,其构件力学性能必将随时间不断劣化。基于12个不同锈蚀程度钢框架节点的低周往复试验,分析近海大气环境作用导致钢框架节点构件力学性能的劣化。考虑到钢框架节点在地震作用变形达不到其变形极限,因而... 详细信息

已服役的结构由于所处的环境作用,其构件力学性能必将随时间不断劣化。基于12个不同锈蚀程度钢框架节点的低周往复试验,分析近海大气环境作用导致钢框架节点构件力学性能的劣化。考虑到钢框架节点在地震作用变形达不到其变形极限,因而不适宜采用变形能力作为参数评价其损伤程度。刚度指标能够反映构件承载力与变形两个性能指标,且构件的变形与其刚度成反比,建立能够考虑构件因环境作用而引起的初始损伤的基于构件刚度与耗能的双参数地震损伤模型。由试验数据回归得到构件的刚度与累积耗能能力与锈蚀率线性相关,并验算损伤模型的计算精度。研究表明:建立的损伤模型具有较高的计算精度,且计算方便,适用于对地震作用下的钢框架节点进行损伤描述。在损伤模型的基础之上,假定构件年锈蚀率相同,建立构件考虑环境作用的时变损伤模型。

关键词：近海大气环境钢框架节点锈蚀抗震性能损伤演化

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近海大气环境下低矮RC剪力墙抗震性能试验

哈尔滨工业大学学报 2015年第12期47卷 64-69页

作者：郑山锁秦卿杨威甘传磊张艺欣丁莎西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为了解近海大气环境下低矮RC剪力墙的抗震性能,采用人工气候实验室对6片剪跨比1.0的低矮RC剪力墙试件进行模拟近海大气环境腐蚀试验,进而对其进行拟静力试验,得到不同轴压比和不同锈胀裂缝宽度下腐蚀试件的滞回曲线,绘制出各个试件的骨... 详细信息

为了解近海大气环境下低矮RC剪力墙的抗震性能,采用人工气候实验室对6片剪跨比1.0的低矮RC剪力墙试件进行模拟近海大气环境腐蚀试验,进而对其进行拟静力试验,得到不同轴压比和不同锈胀裂缝宽度下腐蚀试件的滞回曲线,绘制出各个试件的骨架曲线,分析轴压比和锈胀裂缝宽度对腐蚀试件强度、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标的影响.结果表明:随轴压比增加,腐蚀试件的承载力和刚度不断提高,而延性和变形恢复能力却降低,表明在近海大气环境下对低矮RC剪力墙进行抗震设计时需要严格控制其轴压比;随锈胀裂缝宽度的增加,试件的开裂荷载和峰值荷载不断降低,刚度、延性和耗能能力均变差,当遭受腐蚀较为严重时,脆性破坏更为显著,说明在近海大气环境下低矮RC剪力墙内部钢筋锈蚀越来越严重,抗震性能越来越差.

关键词：近海大气环境低矮RC剪力墙锈胀裂缝宽度拟静力试验抗震性能

近海大气环境下多龄期钢框架柱抗震性能的试验研究

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土木工程学报 2016年第4期49卷 69-77页

作者：郑山锁张晓辉王晓飞程洋孙乐彬西安建筑科技大学陕西西安710055

利用人工气候环境加速锈蚀试验技术对8榀钢框架柱和3种不同厚度的钢材试件进行近海大气环境下的加速腐蚀。对不同锈蚀程度的钢材试件进行拉伸试验,获得钢材力学性能(屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量)随失重率增大的退化规律;并对... 详细信息

利用人工气候环境加速锈蚀试验技术对8榀钢框架柱和3种不同厚度的钢材试件进行近海大气环境下的加速腐蚀。对不同锈蚀程度的钢材试件进行拉伸试验,获得钢材力学性能(屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量)随失重率增大的退化规律;并对8榀锈蚀钢框架柱进行低周往复加载试验,考察了锈蚀钢框架柱的破坏过程与特征,从滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能能力等角度初步探讨了不同轴压比、锈蚀程度及加载路径对钢框架柱抗震性能的影响。结果表明:随锈蚀程度的增大,钢框架柱极限承载力、耗能能力显著降低,强度和刚度退化明显;随轴压比的增大,钢框架柱承载能力退化、延性变差;加载路径对钢框架柱塑性变形发展和滞回耗能有较大影响。研究成果可为进行基于构件的多龄期钢框架地震易损性研究提供试验支持。

关键词：近海大气环境锈蚀钢框架柱失重率低周往复加载试验抗震性能

近海大气环境下锈蚀平面钢框架抗震性能试验研究及有限元分析

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工程力学 2018年第7期35卷 62-73,82页

作者：郑山锁张晓辉黄威曾赵旭冉西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为研究近海大气环境下锈蚀钢框架结构的抗震性能,采用人工气候加速腐蚀技术对42件钢材材性试件和4榀平面钢框架进行加速腐蚀试验,然后对不同锈蚀程度的钢材材性试件进行拉伸破坏试验,获得锈蚀Q235B钢材力学性能指标(屈服强度、极限强度... 详细信息

为研究近海大气环境下锈蚀钢框架结构的抗震性能,采用人工气候加速腐蚀技术对42件钢材材性试件和4榀平面钢框架进行加速腐蚀试验,然后对不同锈蚀程度的钢材材性试件进行拉伸破坏试验,获得锈蚀Q235B钢材力学性能指标(屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量)与其失重率的函数关系。并对4榀平面钢框架进行低周往复加载试验,研究了锈蚀对平面钢框架的破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力等的影响。结果表明:4榀平面钢框架试件均发生了延性较好的破坏,呈现出混合屈服机制;但随着锈蚀程度的增加,试件承载力、耗能能力显著降低,强度和刚度退化明显,延性变差。在试验研究的基础上,利用通用软件ABAQUS对试验平面钢框架进行了非线性有限元分析,研究了轴压比对其力学性能的影响,结果表明:随着轴压比的增大,试件承载力、延性不断降低。

关键词：近海大气环境锈蚀平面钢框架抗震性能低周往复加载试验有限元分析

近海大气环境下锈蚀RC框架梁恢复力模型研究

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工程力学 2019年第4期36卷 125-134页

作者：曹琛郑山锁胡卫兵赵彦堂郑捷周炎西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了研究近海大气环境下锈蚀RC框架梁的抗震性能,对8榀经受不同盐雾腐蚀循环作用的RC框架梁进行了低周反复加载试验,分析RC框架梁的滞回特性。基于试验结果,得到了带有负刚度段的三折线骨架曲线,并根据完好构件恢复力模型特征参数,得到... 详细信息

为了研究近海大气环境下锈蚀RC框架梁的抗震性能,对8榀经受不同盐雾腐蚀循环作用的RC框架梁进行了低周反复加载试验,分析RC框架梁的滞回特性。基于试验结果,得到了带有负刚度段的三折线骨架曲线,并根据完好构件恢复力模型特征参数,得到了考虑钢筋锈蚀率和配箍率的锈蚀RC框架梁骨架曲线特征点计算公式。采用回归分析法,得到基于滞回耗能的循环退化指数,通过循环退化指数建立可综合考虑构件的捏拢效应、强度退化、卸载刚度退化、硬化刚度退化和再加载刚度加速退化的锈蚀RC框架梁恢复力模型。研究表明:随着钢筋锈蚀程度的增加,锈蚀RC框架梁的抗震性能劣化较明显,滞回耗能逐渐降低;配箍率对锈蚀RC框架梁恢复力特性的影响与未锈蚀RC框架梁相似;所建立的恢复力模型能够较好的描述锈蚀RC框架梁的滞回特性,可为该类结构的弹塑性时程分析提供理论参考。

关键词：近海大气环境 RC框架梁锈蚀滞回特性恢复力模型

近海大气环境下锈蚀RC框架节点抗震性能试验研究

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土木工程学报 2015年第12期48卷 63-71页

作者：郑山锁孙龙飞刘小锐杨威西安建筑科技大学陕西西安710055

为研究近海大气环境下锈蚀RC框架梁柱节点的抗震性能,该文设计了6个RC框架梁柱节点试件,采用人工气候加速腐蚀技术对试件进行了加速腐蚀试验,进而对试件进行了拟静力加载试验,获得了不同钢筋锈蚀程度和轴压比下梁柱节点的破坏形态及抗... 详细信息

为研究近海大气环境下锈蚀RC框架梁柱节点的抗震性能,该文设计了6个RC框架梁柱节点试件,采用人工气候加速腐蚀技术对试件进行了加速腐蚀试验,进而对试件进行了拟静力加载试验,获得了不同钢筋锈蚀程度和轴压比下梁柱节点的破坏形态及抗震性能衰减规律。试验结果表明:对于梁柱节点构件,箍筋锈蚀较纵筋严重,由于锈蚀箍筋对节点核心区混凝土的约束削弱,节点区域破坏程度加重;随钢筋锈蚀率的增大,试件的强度、延性及耗能能力均发生不同程度的退化,表现为构件承载和变形能力的降低;锈蚀程度相同时,随轴压比的增大,试件的刚度退化更加显著,轴压比较小的试件在开裂前刚度退化明显,屈服后趋于稳定。

关键词：近海大气环境梁柱节点轴压比钢筋锈蚀率抗震性能试验人工气候加速腐蚀

模拟近海大气环境下结构钢锈蚀表面特征随机模型

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金属学报 2021年第6期57卷 811-821页

作者：王友德周晓东马蕊徐善华西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室西安710055 西安建筑科技大学工程结构安全与耐久重点实验室西安710055 西安交通大学第一附属医院西安710061

对16块Q235B钢板进行了模拟近海大气环境加速腐蚀实验,利用非接触式表面形貌测试方法与自编程序对其表面形貌与特征参数进行采集与分析,明确锈蚀深度、锈坑深度、锈坑径深比分布特征,揭示其均值、方差等统计参数及锈坑形状的变化规律。... 详细信息

对16块Q235B钢板进行了模拟近海大气环境加速腐蚀实验,利用非接触式表面形貌测试方法与自编程序对其表面形貌与特征参数进行采集与分析,明确锈蚀深度、锈坑深度、锈坑径深比分布特征,揭示其均值、方差等统计参数及锈坑形状的变化规律。研究表明,模拟近海大气环境下结构钢腐蚀过程大致经历疮痂、鼓包、剥落3个阶段,疮痂和鼓包阶段以点蚀为主,剥落阶段则表现出全面腐蚀特征;锈蚀深度服从正态分布,锈坑深度和径深比服从对数正态分布;随着腐蚀程度的增大,锈蚀深度均值、标准差与功率谱密度峰值以及锈坑深度对数均值均逐渐增大,锈坑径深比对数均值逐渐减小;各龄期内圆锥体锈坑占比最高,锈坑形状由圆柱或半球体逐渐向圆锥体转变。最后基于锈蚀深度和锈坑参数统计规律,建立了锈蚀深度随机场模型(SFCD)和锈坑随机分布模型(RDCP),实现了模拟近海大气环境锈蚀钢材表面形貌重建。

关键词：近海大气环境结构钢锈蚀表面特征随机模型