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凍融大氣環境下鋼筋混凝土結構抗震性能試驗研究 版權信息
- ISBN：9787030720139
- 條形碼：9787030720139 ; 978-7-03-072013-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
凍融大氣環境下鋼筋混凝土結構抗震性能試驗研究 內容簡介
為研究凍融大氣環境下鋼筋混凝土結構的抗震性能，針對混凝土材料及各類鋼筋混凝土結構構件（鋼筋混凝土框架梁、柱、節點，剪力墻），本書綜合考慮影響其損傷破壞特征的主要設計因素，基于人工氣候環境模擬技術對混凝土材料及各類鋼筋混凝土結構構件試件進行加速凍融循環試驗，進而進行材料力學性能試驗與構件擬靜力試驗，研究了材料凍融損傷機理、結構構件力學特性和抗震性能的退化規律，并結合試驗數據與國內外既有研究成果，提出混凝土材料凍融損傷模型及各類凍融鋼筋混凝土結構構件的恢復力模型；同時，建立可考慮凍融損傷不均勻分布、黏結滑移效應和等效凍融循環次數的纖維截面模型，以期為我國寒冷地區遭受凍融循環作用的鋼筋混凝土結構損傷預測與抗震性能評估提供理論基礎。 本書可供土木工程專業及地震工程、結構工程、防災減災與防護工程領域的研究、設計和施工人員，以及高等院校相關專業或領域的師生參考。
凍融大氣環境下鋼筋混凝土結構抗震性能試驗研究 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 RC結構凍融損傷國內外研究現狀 2
1.2.1 凍融損傷機理研究現狀 2
1.2.2 凍融混凝土材料及RC結構試驗研究現狀 3
1.2.3 考慮凍融損傷的RC結構數值模擬研究現狀 5
1.3 本書研究思路 6
參考文獻 7
第2章 快速凍融循環試驗概況 10
2.1 引言 10
2.2 凍融循環試驗方案設計 10
2.3 凍融損傷混凝土材料性能 12
2.3.1 凍融混凝土微觀結構 12
2.3.2 凍融循環后混凝土質量損失 13
2.3.3 凍融循環后混凝土抗壓強度 14
2.3.4 凍融循環后混凝土相對動彈性模量 15
2.4 本章小結 16
參考文獻 17
第3章 混凝土凍融損傷模型研究 18
3.1 引言 18
3.2 蔡昊凍融損傷模型 18
3.2.1 材料參數的求解 18
3.2.2 *大靜水壓力σmax的求解 21
3.3 試驗研究 22
3.3.1 混凝土原材料及配合比 22
3.3.2 試驗方案 22
3.3.3 結冰速率測量原理 23
3.3.4 試驗結果及分析 24
3.4 混凝土凍融損傷模型及驗證 27
3.4.1 混凝土凍融損傷模型 27
3.4.2 試驗驗證 27
3.5 本章小結 29
參考文獻 30
第4章 凍融RC框架梁抗震性能試驗研究 32
4.1 引言 32
4.2 試驗方案 32
4.2.1 試驗設計 32
4.2.2 凍融循環試驗方案 35
4.2.3 擬靜力加載與量測方案 35
4.3 試驗現象與分析 38
4.3.1 試件凍融損傷形態 38
4.3.2 試件受力破壞過程與特征 39
4.4 試驗結果與分析 44
4.4.1 滯回性能 44
4.4.2 骨架曲線 46
4.4.3 剛度退化 48
4.4.4 強度衰減 50
4.4.5 耗能能力 51
4.5 凍融RC框架梁恢復力模型的建立 53
4.5.1 恢復力模型建立方法 54
4.5.2 完好構件骨架曲線參數確定 55
4.5.3 凍融損傷構件骨架曲線參數確定 57
4.5.4 凍融損傷構件滯回規則 61
4.5.5 恢復力模型的驗證 63
4.6 本章小結 67
參考文獻 67
第5章 凍融RC框架柱抗震性能試驗研究 70
5.1 引言 70
5.2 試驗方案 70
5.2.1 試件設計 70
5.2.2 凍融循環試驗方案 72
5.2.3 擬靜力加載與量測方案 73
5.3 試驗現象與分析 75
5.3.1 試件凍融損傷形態 75
5.3.2 試件受力破壞過程與特征 76
5.4 試驗結果與分析 79
5.4.1 滯回性能 79
5.4.2 骨架曲線 80
5.4.3 塑性鉸區變形分析 83
5.4.4 剛度退化 87
5.4.5 耗能能力 88
5.5 凍融RC框架柱恢復力模型的建立 89
5.5.1 完好RC框架柱恢復力模型 90
5.5.2 凍融損傷RC框架柱恢復力模型 98
5.5.3 恢復力模型驗證 101
5.6 本章小結 102
參考文獻 102
第6章 凍融RC框架梁柱節點抗震性能試驗研究 105
6.1 引言 105
6.2 試驗方案 105
6.2.1 試件設計 105
6.2.2 凍融循環試驗方案 107
6.2.3 擬靜力加載與量測方案 107
6.3 試驗現象與分析 109
6.3.1 試件凍融損傷形態 109
6.3.2 試件受力破壞過程與特征 110
6.4 試驗結果與分析 113
6.4.1 節點凍融損傷模型 113
6.4.2 梁縱筋黏結性能退化 114
6.4.3 滯回性能 115
6.4.4 骨架曲線 117
6.4.5 變形能力 118
6.4.6 耗能能力 120
6.4.7 節點核心區剪切變形 122
6.4.8 節點核心區水平剪力 125
6.5 凍融環境下RC框架梁柱節點恢復力模型的建立 127
6.5.1 未凍融節點構件骨架曲線參數確定 127
6.5.2 凍融節點構件骨架曲線參數確定 130
6.5.3 凍融RC梁柱節點滯回規則 133
6.5.4 恢復力模型驗證 133
6.6 本章小結 135
參考文獻 136
第7章 凍融RC剪力墻抗震性能試驗研究 138
7.1 引言 138
7.2 試驗方案 138
7.2.1 試件設計 138
7.2.2 試件制作與試驗流程 140
7.2.3 擬靜力加載與量測方案 141
7.3 試驗現象與分析 143
7.3.1 試件凍融損傷形態 143
7.3.2 試件受力破壞過程與特征 145
7.4 試驗結果與分析 149
7.4.1 滯回性能 149
7.4.2 骨架曲線及特征點參數 152
7.4.3 強度衰減 155
7.4.4 剛度退化 157
7.4.5 耗能能力 158
7.4.6 剪切變形分析 162
7.5 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型的建立 163
7.5.1 凍融低矮RC剪力墻恢復力模型 164
7.5.2 凍融高RC剪力墻恢復力模型 177
7.6 本章小結 187
參考文獻 188
第8章 凍融RC構件數值模擬方法研究 191
8.1 引言 191
8.2 凍融RC框架梁柱數值模擬方法研究 191
8.2.1 數值模型建立思路 191
8.2.2 纖維模型劃分及單元類型選取 192
8.2.3 材料本構模型 193
8.2.4 考慮凍融損傷演化的黏結滑移模型 198
8.2.5 凍融損傷RC梁柱構件剪切效應數值模型 217
8.2.6 凍融RC柱破壞模式劃分 227
8.2.7 凍融RC柱變形性能指標限值研究 239
8.2.8 凍融RC柱構件易損性 252
8.3 凍融RC剪力墻數值模擬方法研究 258
8.3.1 組合剪切效應的纖維模型 258
8.3.2 凍融低矮RC剪力墻數值模擬方法研究 259
8.3.3 凍融高RC剪力墻數值模擬方法研究 266
8.4 凍融損傷RC框架結構數值模型 270
8.4.1 實際工程凍融循環等效次數 270
8.4.2 典型結構設計 270
8.4.3 有限元模型 272
8.5 本章小結 273
參考文獻 274
附錄 281
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 RC結構凍融損傷國內外研究現狀 2
1.2.1 凍融損傷機理研究現狀 2
1.2.2 凍融混凝土材料及RC結構試驗研究現狀 3
1.2.3 考慮凍融損傷的RC結構數值模擬研究現狀 5
1.3 本書研究思路 6
參考文獻 7
第2章 快速凍融循環試驗概況 10
2.1 引言 10
2.2 凍融循環試驗方案設計 10
2.3 凍融損傷混凝土材料性能 12
2.3.1 凍融混凝土微觀結構 12
2.3.2 凍融循環后混凝土質量損失 13
2.3.3 凍融循環后混凝土抗壓強度 14
2.3.4 凍融循環后混凝土相對動彈性模量 15
2.4 本章小結 16
參考文獻 17
第3章 混凝土凍融損傷模型研究 18
3.1 引言 18
3.2 蔡昊凍融損傷模型 18
3.2.1 材料參數的求解 18
3.2.2 *大靜水壓力σmax的求解 21
3.3 試驗研究 22
3.3.1 混凝土原材料及配合比 22
3.3.2 試驗方案 22
3.3.3 結冰速率測量原理 23
3.3.4 試驗結果及分析 24
3.4 混凝土凍融損傷模型及驗證 27
3.4.1 混凝土凍融損傷模型 27
3.4.2 試驗驗證 27
3.5 本章小結 29
參考文獻 30
第4章 凍融RC框架梁抗震性能試驗研究 32
4.1 引言 32
4.2 試驗方案 32
4.2.1 試驗設計 32
4.2.2 凍融循環試驗方案 35
4.2.3 擬靜力加載與量測方案 35
4.3 試驗現象與分析 38
4.3.1 試件凍融損傷形態 38
4.3.2 試件受力破壞過程與特征 39
4.4 試驗結果與分析 44
4.4.1 滯回性能 44
4.4.2 骨架曲線 46
4.4.3 剛度退化 48
4.4.4 強度衰減 50
4.4.5 耗能能力 51
4.5 凍融RC框架梁恢復力模型的建立 53
4.5.1 恢復力模型建立方法 54
4.5.2 完好構件骨架曲線參數確定 55
4.5.3 凍融損傷構件骨架曲線參數確定 57
4.5.4 凍融損傷構件滯回規則 61
4.5.5 恢復力模型的驗證 63
4.6 本章小結 67
參考文獻 67
第5章 凍融RC框架柱抗震性能試驗研究 70
5.1 引言 70
5.2 試驗方案 70
5.2.1 試件設計 70
5.2.2 凍融循環試驗方案 72
5.2.3 擬靜力加載與量測方案 73
5.3 試驗現象與分析 75
5.3.1 試件凍融損傷形態 75
5.3.2 試件受力破壞過程與特征 76
5.4 試驗結果與分析 79
5.4.1 滯回性能 79
5.4.2 骨架曲線 80
5.4.3 塑性鉸區變形分析 83
5.4.4 剛度退化 87
5.4.5 耗能能力 88
5.5 凍融RC框架柱恢復力模型的建立 89
5.5.1 完好RC框架柱恢復力模型 90
5.5.2 凍融損傷RC框架柱恢復力模型 98
5.5.3 恢復力模型驗證 101
5.6 本章小結 102
參考文獻 102
第6章 凍融RC框架梁柱節點抗震性能試驗研究 105
6.1 引言 105
6.2 試驗方案 105
6.2.1 試件設計 105
6.2.2 凍融循環試驗方案 107
6.2.3 擬靜力加載與量測方案 107
6.3 試驗現象與分析 109
6.3.1 試件凍融損傷形態 109
6.3.2 試件受力破壞過程與特征 110
6.4 試驗結果與分析 113
6.4.1 節點凍融損傷模型 113
6.4.2 梁縱筋黏結性能退化 114
6.4.3 滯回性能 115
6.4.4 骨架曲線 117
6.4.5 變形能力 118
6.4.6 耗能能力 120
6.4.7 節點核心區剪切變形 122
6.4.8 節點核心區水平剪力 125
6.5 凍融環境下RC框架梁柱節點恢復力模型的建立 127
6.5.1 未凍融節點構件骨架曲線參數確定 127
6.5.2 凍融節點構件骨架曲線參數確定 130
6.5.3 凍融RC梁柱節點滯回規則 133
6.5.4 恢復力模型驗證 133
6.6 本章小結 135
參考文獻 136
第7章 凍融RC剪力墻抗震性能試驗研究 138
7.1 引言 138
7.2 試驗方案 138
7.2.1 試件設計 138
7.2.2 試件制作與試驗流程 140
7.2.3 擬靜力加載與量測方案 141
7.3 試驗現象與分析 143
7.3.1 試件凍融損傷形態 143
7.3.2 試件受力破壞過程與特征 145
7.4 試驗結果與分析 149
7.4.1 滯回性能 149
7.4.2 骨架曲線及特征點參數 152
7.4.3 強度衰減 155
7.4.4 剛度退化 157
7.4.5 耗能能力 158
7.4.6 剪切變形分析 162
7.5 凍融損傷RC剪力墻恢復力模型的建立 163
7.5.1 凍融低矮RC剪力墻恢復力模型 164
7.5.2 凍融高RC剪力墻恢復力模型 177
7.6 本章小結 187
參考文獻 188
第8章 凍融RC構件數值模擬方法研究 191
8.1 引言 191
8.2 凍融RC框架梁柱數值模擬方法研究 191
8.2.1 數值模型建立思路 191
8.2.2 纖維模型劃分及單元類型選取 192
8.2.3 材料本構模型 193
8.2.4 考慮凍融損傷演化的黏結滑移模型 198
8.2.5 凍融損傷RC梁柱構件剪切效應數值模型 217
8.2.6 凍融RC柱破壞模式劃分 227
8.2.7 凍融RC柱變形性能指標限值研究 239
8.2.8 凍融RC柱構件易損性 252
8.3 凍融RC剪力墻數值模擬方法研究 258
8.3.1 組合剪切效應的纖維模型 258
8.3.2 凍融低矮RC剪力墻數值模擬方法研究 259
8.3.3 凍融高RC剪力墻數值模擬方法研究 266
8.4 凍融損傷RC框架結構數值模型 270
8.4.1 實際工程凍融循環等效次數 270
8.4.2 典型結構設計 270
8.4.3 有限元模型 272
8.5 本章小結 273
參考文獻 274
附錄 281
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凍融大氣環境下鋼筋混凝土結構抗震性能試驗研究 節選
第1章 緒論 1.1 引言 凍融作為混凝土破壞的三大因素之一，在混凝土耐久性研究領域具有舉足輕重的地位，自20世紀40年代就備受各國學者關注。1991年，Mehta教授在召開的第二屆混凝土耐久性國際學術會議上做了題為“混凝土耐久性——50年進展”的主題報告，并指出：“當今世界，混凝土結構的破壞原因按重要性排列為：混凝土中的鋼筋銹蝕、寒冷氣候下的凍害、侵蝕環境下的物理化學作用”。 鋼筋混凝土（reinforced concrete，RC）結構發生凍融破壞的必要條件有兩個：①有水滲入使其處于高飽和狀態；②溫度正負交替。因此，混凝土的凍融破壞一般發生于寒冷地區的RC結構，特別是那些處于干濕交替環境中的RC結構。我國地域遼闊，其中東北、華北和西北大部分地區屬于嚴寒或寒冷地區，這些地區的RC結構難免遭受凍融循環作用。除三北地區外，在冬季氣溫較低的華中和華東部分地區亦存在凍融劣化現象。中華人民共和國成立以來，我國興建了大量的RC結構工程，隨著服役時間的增加，這些處于嚴寒地區的水工、港工、道路、橋涵以及工業與民用建筑中的RC結構或構筑物均發生了不同程度的凍融剝蝕破壞，如圖1.1所示。調查顯示，在我國東北地區，約有50%的住宅（20世紀70年代建造）出現了不同程度的凍融破壞，該地區興建的水工混凝土結構，幾乎全部出現局部或大面積的凍融破壞，一些凍融破壞嚴重路段延續數千米，路面主板、邊板、攔水梗均產生剝蝕，出現較多裂縫。位于吉林省集安市的云峰水電站，大壩建成運行不到10年，溢流壩表面混凝土的凍融破壞面積達10000m2，混凝土的平均凍融深度超過100mm；黑龍江省和內蒙古自治區東部的熱電廠中16座冷卻塔，長期與冷卻水接觸的構件表面混凝土保護層嚴重剝落，鋼筋外露。 綜上所述，RC結構的凍融破壞問題已成為寒冷地區建（構）筑物老化病害的主要問題，嚴重影響了工程結構的正常使用和安全運行。另外，由于我國位于世界兩大地震帶——環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震頻發，位于我國寒冷地區的大多數結構亦面臨著嚴峻的地震災害威脅。因此，開展RC結構凍融損傷后抗震性能研究，將對我國寒冷地區RC結構的可靠性評估與震害預測提供理論基礎。 圖1.1 RC結構凍融損傷實例 1.2 RC結構凍融損傷國內外研究現狀 1.2.1 凍融損傷機理研究現狀 目前，混凝土材料凍融破壞機理揭示主要有冰晶形成理論［1］、Litvan凍融破壞理論［2］、臨界飽水值理論［3，4］、靜水壓力理論［5，6］和滲透壓力理論［7］，其中以Powers提出的靜水壓力理論和滲透壓力理論認可度*高。 1945年，Powers提出靜水壓力假說［5］，認為混凝土內部的孔隙水凍結膨脹所產生的靜水壓力是造成混凝土凍害的根本原因。在低溫環境中，由于混凝土內部的孔隙水凍結時體積膨脹，迫使未凍結的孔隙水從凍結區向外遷移。孔隙水克服黏滯阻力，在可滲透的水泥漿體結構中移動，從而產生靜水壓力。此壓力的大小主要取決于毛細孔的含水率、凍結速率、水遷移時路徑長短及材料的滲透性等。靜水壓力隨孔隙水流程長度的增加而增大，因此混凝土中存在一個極限流程長度，當孔隙水的流程長度大于該極限長度時，產生的靜水壓力將超過混凝土的抗拉強度，從而造成混凝土破壞。隨后，Powers進一步從理論上定量地確定了此靜水壓力的大小［5］。 雖然靜水壓力理論的提出，與一些試驗現象符合較好，但Powers發現靜水壓力理論無法解釋一些重要現象，如溫度保持不變時非引氣漿體出現的連續膨脹、引氣漿體在凍結過程中的收縮等。隨后，Powers等又發展了滲透壓力理論［8］，該理論認為，由于水泥漿體孔隙水呈弱堿性，冰晶體的形成使這些孔隙中未結冰孔隙水的濃度上升，與其他較小孔隙中的未結冰孔隙水之間形成濃度差。在這種濃度差的作用下，較小孔隙中的未結冰孔隙水向已經出現冰晶體的較大孔隙中遷移，而大孔中堿離子向濃度較低的小孔隙水滲透，產生滲透壓力；孔隙水的遷移使結冰孔隙中冰和溶液的體積不斷增大，滲透壓也相應增長，并作用于水泥漿體，導致水泥漿體內部開裂。滲透壓力理論與靜水壓力理論*大的不同在于未結冰孔溶液遷移的方向。靜水壓力理論認為孔溶液離開冰晶體，由大孔向小孔遷移；滲透壓力理論則認為孔溶液由小孔向冰晶體遷移。一般情況下，混凝土的水灰比較大、強度較低、齡期較早、水化程度較小時，靜水壓將導致混凝土凍融破壞；而對水灰比較小、強度較高及處于含鹽量大的環境下凍結的混凝土，滲透壓將導致混凝土凍融破壞。但靜水壓和滲透壓目前既不能由試驗測定，也很難用物理化學公式準確計算，使得眾多學者對靜水壓和滲透壓中具體哪個才是凍融破壞的主要因素這一問題無法達成一致；雖然Powers本人后來偏向滲透壓假說［7］，但Fagerlund［3］、Pigeon［9］的研究結果卻從不同側面支持了靜水壓假說。我國學者李天瑗［10］從理論計算和試驗現象說明靜水壓是混凝土凍害的主要因素；張士萍等［11］則對滲透壓假說提出了質疑。 自Powers提出靜水壓力、滲透壓力理論后，關于混凝土凍融損傷機理的研究便沒有更加突出的進展，也未形成統一的理論。近二三十年，一些學者在Powers的理論基礎上進一步定量研究結冰時混凝土內部的微觀動態發展、內部應力和應變狀態等變化；而更多學者則從材料試驗層面出發，研究混凝土及其組成部分的性質和外部環境對混凝土凍融的影響，如降溫速率、飽水度、自愈合作用、環境濕度和凍融*低溫度等［12，13］。 1.2.2 凍融混凝土材料及RC結構試驗研究現狀 1.材料層面研究現狀 施士升［14］通過試驗研究了凍融循環對混凝土基本力學性能（抗壓、抗拉及抗剪強度，彈性模量，泊松系數和剪切模量）的影響，并利用顯微鏡檢驗了混凝土承受不同凍融循環次數后的微觀結構，研究了凍融后高強混凝土和普通混凝土力學性能退化與微觀結構之間的關系。 宋玉普等［15］對經歷不同凍融循環次數的C30普通混凝土進行了試驗研究，通過回歸分析得到普通混凝土抗壓強度與凍融循環次數之間的關系。 商懷帥［16］對不同水灰比的受凍普通混凝土試件進行了試驗研究，得到單軸抗拉、抗壓、抗折、劈拉強度和動彈性模量等力學性能指標隨凍融循環次數的變化規律，并給出其單軸抗壓、抗拉應力-應變曲線。 段安［17］通過棱柱體試件的單軸抗壓破壞試驗，建立了立方體抗壓強度為30～50MPa的受凍非約束與約束混凝土應力-應變全曲線。 程紅強等［18］通過試驗分析了凍融循環對C30普通混凝土抗壓、抗折、劈拉強度的影響，并從微觀結構探討了混凝土凍融破壞機理，結果表明不同強度的混凝土對凍融循環作用的敏感程度不同。 陳有亮等［19］通過試驗研究了裂紋數目和凍融循環次數對混凝土的抗壓強度、彈性模量和應力-應變關系等力學性能的影響，指出初始裂紋將加速混凝土凍融破壞。 曹大富等［20-22］通過強度為20～50MPa的凍融混凝土試塊單軸受拉、劈拉及抗壓試驗，建立了其受拉峰值應力與劈拉強度的關系及受壓應力-應變全曲線。 羅昕和衛軍［23］采用超聲波聲速作為凍融損傷變量，計算相對動彈性模量，建立其與凍融混凝土相對強度之間的關系式。Petersen等［24］采用相同方法研究了混凝土凍融損傷演化規律，指出隨著凍融循環次數的增加，損傷由表及里逐漸深入，即凍融分布具有不均勻性。 綜上所述，混凝土的各項力學性能指標隨凍融循環次數的增加而不斷劣化，本構關系發生改變。此外，部分學者針對凍融后混凝土與鋼筋間的黏結性能開展了研究： Shih等［25］通過凍融梁式構件的單調與反復加載試驗，指出隨著凍融循環次數增加，鋼筋與混凝土間黏結強度逐漸降低，黏結因子（即*大黏結力與混凝土強度比值）不斷減小。 Hanjari等［26］通過拔出試驗研究了不同凍融損傷程度的鋼筋-混凝土黏結滑移關系，指出隨著凍融循環次數增加，黏結應力降低，黏結剛度減小，在峰值處存在不同程度平緩段。 冀曉東和宋玉普［27］對凍融后光圓鋼筋與混凝土間的黏結性能開展了試驗研究，并基于靜水壓力理論和黏著摩擦理論，揭示了凍融后鋼筋與混凝土間黏結強度的退化原因。 Xu和Wang［28］通過凍融RC拉拔試件的單調與反復加載試驗，指出隨著凍融循環次數的增加和混凝土強度的降低，混凝土與鋼筋間的黏結剛度、強度退化加劇。 2.構件層面研究現狀 曹大富等［29-31］基于靜力加載試驗，研究了不同凍融損傷程度下預應力RC梁、普通RC梁的受彎性能以及RC柱偏心受壓性能，指出凍融作用可導致構件破壞形態的改變。 徐港等［32］通過試驗研究了鹽凍環境下RC梁抗彎性能的退化規律，指出受凍RC梁承載力降低的主要原因是受壓區混凝土保護層的剝落。 Hayashida等［33］通過試驗研究了凍融深度及位置對RC梁變形性能的影響，指出凍融發生在梁的受壓區和受拉區時，對梁變形能力和破壞狀態的影響不同。 關虓［34］通過凍融RC梁的正截面抗彎承載力試驗，分析了凍融循環作用下RC梁承載力的退化規律及撓度變化規律，建立了凍融RC梁承載力計算模型。 劉旭峰［35］基于RC短柱的軸心受壓試驗，指出隨著凍融循環次數的增加，短柱承載力降低，且設計強度越低，承載力損失越大。 Duan等［36］通過凍融RC梁的靜載試驗，研究了不同凍融循環次數對梁的極限荷載、延性和裂縫分布以及中和軸變化過程的影響。 1.2.3 考慮凍融損傷的RC結構數值模擬研究現狀 目前考慮RC結構凍融損傷的數值模擬研究大多集中在混凝土材性層面：Olsen［37］建立了凍融混凝土的二維有限元計算模型，該模型包括濕度和溫度微分方程、結冰量與溫度關系以及孔隙壓力計算，可模擬飽和狀態下的混凝土受凍過程；Baant等［38］建立了可預測混凝土抗凍耐久性的數學模型，從理論上確定了對受凍混凝土的應力應變；Zuber和Machand［39］基于混凝土處于完全飽和狀態的假定，建立了孔隙水壓力與結冰量、基體變形間的微分方程；Duan等［40］以熱力學和孔隙彈性力學為基礎，基于有限元軟件Comsol Multiphysics進行三維數值模擬分析，預測出飽和砂漿試件受凍過程中的變形、孔隙壓力及溫度分布；Dai等［41］采用有限元方法對凍融損傷引起的混凝土內部裂縫發展進行了模擬。 在凍融RC結構構件層面，Hanjari等［42］采用分離式有限元模型對凍融后RC梁的抗彎承載力及變形性能進行了模擬分析，但由于缺乏對凍融不均勻性的考慮，試件承載力的模擬結果小于試驗值；Berto等［43］考慮凍融損傷對混凝土抗拉、抗壓強度的影響，結合所建立的等效凍融循環次數計算模型，對RC簡支梁進行了數值分析；Gong和Maekawa［44］通過分析混凝土孔隙結構的形成，研究了其微觀層面的凍融損傷，進而考慮溫度分布、鋼筋位置等因素，研究了凍融作用對RC結構構件力學性能的影響。 綜上所述，目前對于凍融環境下RC結構的研究多集中于機理與材料層面，且針對RC結構構件層面的相關試驗多采用靜力加載方式，缺乏凍融損傷構件抗震性能試驗與數值模擬方面的研究，結構層面的研究更是未見報道。因此，開展凍融環境下各類RC構件力學特性與抗震性能的研究十分必要。 1.3 本書研究思路 為研究凍融大氣環境下混凝土損傷對RC構件抗震性能的影響，本書采用先進的人工氣候環境模擬技術對不同RC構件（包括RC框架梁、柱、節點，剪力墻）進行快速凍融試驗，進而對其進行擬靜力試驗，以研究各RC構件在遭受凍融損傷作用后抗震性能（破壞過程與特征、承載力、剛度、延性、耗能能力等）的變化；同時結合國內外學者建立的不同RC構件恢復力模型研究成果，在試驗研究的基礎上提出適用于各凍融RC試件的恢復力模型；*后，基于纖維截面分析方法，提出考慮凍融損傷不均勻分布的混凝土強度退化模型、
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