锈蚀钢筋混凝土剪力墙数值模拟及抗震性能分析

摘要

钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)剪力墙具有较大的抗侧刚度，是高层结构中主要的承重构件和抗侧力构件。与RC梁、柱相比，剪力墙的混凝土保护层较薄，钢筋直径较小，更容易发生钢筋锈蚀。锈蚀会使得钢筋的力学性能下降，混凝土保护层剥落，钢筋与混凝土之间的黏结性能退化，进而影响剪力墙的抗震性能。本文考虑上述不利因素，基于OpenSees有限元分析软件对锈蚀RC剪力墙展开数值模拟，在模型验证的基础上，进一步分析钢筋锈蚀率、轴压比、剪跨比和配筋率对RC剪力墙抗震性能的影响，建立了锈蚀RC剪力墙抗震性能退化系数计算公式。研究结果表明，随着钢筋锈蚀率的增大，锈蚀RC剪力墙的承载力和变形能力近似线性退化，轴压比、剪跨比和配筋率对锈蚀RC剪力墙承载力和变形能力的退化规律影响不明显。RC剪力墙的耗能能力随钢筋锈蚀率的增大而减小。当轴压比小于0.6时，钢筋锈蚀率对RC剪力墙耗能能力的影响随着轴压比的增大而减小，剪跨比和配筋率对RC剪力墙耗能能力退化规律影响不明显。研究成果可为锈蚀RC剪力墙抗震性能评估提供参考。

关键词

锈蚀钢筋混凝土剪力墙 / 数值模拟 / 钢筋锈蚀率 / 轴压比 / 剪跨比 / 配筋率 / 抗震性能