冻融RC梁抗震性能与数值模拟方法

郑山锁 杨路 姬金铭 裴培 黄瑜 王斌

摘要： 为分析冻融环境下钢筋混凝土（RC）梁在地震荷载作用下的响应，采用人工环境模拟方法对4件RC梁试件进行了快速冻融试验，进而对其进行拟静力加载试验。结果表明，随着冻融次数的增加，梁试件滞回曲线的捏缩现象越发明显，构件延性和耗能能力下降。同时，通过理论推导建立了可考虑冻融损伤的粘结滑移模型，采用有限元分析软件OpenSEES中的零长度截面单元，并基于可考虑冻融损伤分布的纤维截面模型，对RC梁试件的地震破坏过程进行了数值模拟。分析与试验结果对比表明，采用数值建模与分析方法得到的滞回曲线与试验数据基本相符，骨架曲线诸特征值误差较小，且较好地反映了冻融损伤引起RC梁滞回曲线的捏缩效应，从而验证了所提出的模拟方法的准确性。

关键词： RC梁; 抗震性能; 冻融循环; 粘结?滑移; 滞回曲线

中图分类号： TU352.11; TU375.4 文献标志码： A 文章编号： 1004-4523（2021）05-0889-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.05.002

引 言

中国地域辽阔，其中东北、华北和西北大部分地区属于严寒或寒冷地区，这些地区的钢筋混凝土（RC）易遭受冻融循环作用，导致钢筋混凝土材料性能及粘结性能发生退化，从而造成RC结构的受力性能和抗震性能的劣化[1?2]。严寒地区的冻融循环作用已成为影响RC结构耐久性问题的一个重要因素，引起了国内外学者的广泛关注。施士升[3]、Hanjari[4]等通过试验分析，揭示了混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量等性能指标随冻融循环次数变化的退化规律。……