何 葉，秦麗云，楊 錦，張 奎

(1.西安培華學(xué)院 建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，陜西 西安 710100; 2.機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710043)

0 引 言

嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土（RC）結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，由于凍融循環(huán)環(huán)境因素的作用下會(huì)損傷混凝土的力學(xué)性能進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的抗震性能[1]。在嚴(yán)寒地區(qū)中，隨著已有RC結(jié)構(gòu)使用年限不斷增加，結(jié)構(gòu)的抗震性能會(huì)不斷逐步退化[2]。因此，為保證嚴(yán)寒地區(qū)的RC結(jié)構(gòu)在全壽命周期內(nèi)的抗震安全性，有必要對(duì)凍融損傷RC結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)從材料層次和構(gòu)件層次研究了凍融循環(huán)對(duì)混凝土力學(xué)性能及RC構(gòu)件受力性能的影響。Hasan等[3]對(duì)凍融混凝土立方體試件進(jìn)行了試驗(yàn)研究。段安[4]調(diào)查了凍融循環(huán)次數(shù)與素混凝土和配箍混凝土抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。曹大富等[5-6]研究了混凝土凍融損傷對(duì)梁受彎承載力和預(yù)應(yīng)力梁受力過(guò)程的影響。Xu等[7]、鄭山鎖等[8]和鄭捷等[9]分別通過(guò)擬靜力試驗(yàn)研究混凝土凍融損傷對(duì)鋼筋混凝土框架柱、鋼筋混凝土剪力墻和鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。以上研究表明，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增大，鋼筋混凝土構(gòu)件承載能力、剛度及耗能能力降低，抗震性能明顯退化。

在有限元模擬方面，凍融損傷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)值建模方法主要有兩種：1)在精細(xì)有限元模型方面，通過(guò)劃分混凝土單元和鋼筋單元，以及界面單元（如彈簧單元、零厚度單元等）模擬鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)-滑移關(guān)系[10]；2) 在宏觀尺度有限元模型方面，通過(guò)基于纖維截面的宏觀梁柱單元模擬梁、柱構(gòu)件，通過(guò)零長(zhǎng)度截面單元或非線性彈簧單元模擬鋼筋滑移產(chǎn)生的構(gòu)件附加變形[11-12]。其中，第一種方法可以較為精確地考慮混凝土凍融損傷造成的材料性能退化等。但采用精細(xì)有限元分析需大量的網(wǎng)格劃分，造成單元數(shù)量過(guò)多，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，與整體結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)估難以互相兼容。而宏觀尺度有限元模型可以兼具高效和精度，被廣泛用于工程結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)估[13]。通過(guò)總結(jié)現(xiàn)有的研究成果[14-15]發(fā)現(xiàn)，目前考慮混凝土凍融損傷對(duì)RC結(jié)構(gòu)抗震性能退化影響的數(shù)值研究主要存在兩個(gè)問(wèn)題：1）凍融損傷鋼筋混凝土構(gòu)件的數(shù)值模型大多忽略了鋼筋混凝土的黏結(jié)滑移問(wèn)題。事實(shí)上，RC構(gòu)件的縱筋滑移問(wèn)題對(duì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)影響不應(yīng)忽視[16-17]；2）考慮混凝土凍融損傷對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件抗震性能的影響時(shí)，往往只對(duì)混凝土力學(xué)性能進(jìn)行折減，忽略了混凝土凍融損傷引起的黏結(jié)性能退化問(wèn)題。

因此，為正確反映嚴(yán)寒地區(qū)中混凝土凍融損傷對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，文中提出考慮混凝土凍融損傷的鋼筋凝土框架梁柱宏觀尺度模型，并基于已有的6榀凍融損傷鋼筋混凝土框架柱的擬靜力試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所建立的模型進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，對(duì)一個(gè)五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀尺度有限元建模，并對(duì)其進(jìn)行靜力推覆分析、彈塑性時(shí)程分析及地震易損性分析，研究?jī)鋈诃h(huán)境下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能隨凍融循環(huán)次數(shù)變化的規(guī)律。

1 凍融損傷梁柱模型

選擇合理的混凝土凍融損傷模型模擬凍融循環(huán)引起的材料力學(xué)性能變化，以及縱筋滑移模型模擬鋼筋與凍融損傷混凝土之間的黏結(jié)性能，是文中建立凍融損傷鋼筋混凝土梁柱模型的基礎(chǔ)，也是建立整體結(jié)構(gòu)有限元分析模型的關(guān)鍵。對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)下凍融循環(huán)對(duì)混凝土的影響，文中主要考慮以下兩方面：1) 由于凍融循環(huán)導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能退化；2)由于混凝土凍融損傷導(dǎo)致的黏結(jié)性能退化。

1.1 混凝土凍融損傷模型與鋼筋模型

為切合我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范及國(guó)情，文中參考我國(guó)規(guī)范（GB/T 50082—2009）[18]規(guī)定凍融方案中的凍融循環(huán)次數(shù)N作為本文考慮凍融環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的凍融損傷指標(biāo)。凍融損傷混凝土模型采用文獻(xiàn)[15]提出的模型，而對(duì)于凍融后非約束與箍筋約束混凝土的抗壓強(qiáng)度，文中參考段安[4]基于試驗(yàn)結(jié)果提出的混凝土抗壓強(qiáng)度隨凍融循環(huán)次數(shù)N的退化公式，該公式如下式所示為：

式中：fc和fc,d——素混凝土凍融損傷前后的棱柱體抗壓強(qiáng)度；

fcu——素混凝土立方體抗壓強(qiáng)度；

λ——配箍-特征值；

fcc和fcc,d——箍筋約束下混凝土凍融損傷前后的棱柱體抗壓強(qiáng)度。

文中采用的鋼筋本構(gòu)模型如下式所示：

式中：fs和εs——鋼筋應(yīng)力和應(yīng)變；

fy和εy——鋼筋屈服強(qiáng)度和應(yīng)變；

Es和bs——鋼筋彈性模量和硬化率。

1.2 考慮凍融損傷的縱筋滑移模型

針對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的縱筋黏結(jié)滑移問(wèn)題，本文參考了Sezen和Setzler[19]提出的縱筋滑移模型，并以此模型為基礎(chǔ)進(jìn)一步考慮混凝土凍融損傷效應(yīng)，其骨架曲線方程為：

式中：S——縱筋滑移量；

d——縱筋直徑。

1.3 凍融損傷梁柱模型

文中選用太平洋地震工程研究中心開發(fā)的結(jié)構(gòu)抗震分析軟件OpenSees[20]對(duì)所建立的梁柱有限元模型進(jìn)行建模，從而建立考慮凍融損傷的梁柱宏觀尺度有限元模型，如圖1所示。與文獻(xiàn)[15]的模型相比，本文在此基礎(chǔ)上，考慮了凍融混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)-滑移關(guān)系，進(jìn)一步建立了凍融鋼筋混凝土梁柱模型。從圖1中可以看到，該有限元模型由非線性梁柱單元和零長(zhǎng)度截面單元組成，兩個(gè)單元中的截面均采用纖維截面。其中，非線性梁柱單元和零長(zhǎng)度截面單元中的鋼筋纖維采用上述式（3）和式（4）模擬，而歷經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)作用后的凍融混凝土保護(hù)層和箍筋內(nèi)混凝土本構(gòu)模型分別采用式（1）和式（2）模擬。

圖1 凍融損傷梁柱模型

2 梁柱模型驗(yàn)證

文中采用文獻(xiàn)[15]的凍融損傷鋼筋混凝土框架柱的擬靜力試驗(yàn)研究對(duì)文中所建立鋼筋混凝土梁柱模型的正確性和精度進(jìn)行驗(yàn)證。該試驗(yàn)鋼筋混凝土框架柱的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，截面尺寸及配筋構(gòu)造如圖2所示。由于該試驗(yàn)條件與規(guī)范有所相差，文獻(xiàn)[15]同時(shí)給出了該試驗(yàn)凍融循環(huán)次數(shù)NZ與規(guī)范次數(shù)N的換算公式為：

表1 試件設(shè)計(jì)參數(shù)

圖2 試件尺寸及配筋（單位：mm）

所建立的凍融損傷鋼筋混凝土梁柱宏觀尺度模型的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖3所示。由圖3分析可知，從凍融損傷鋼筋混凝土框架柱的承載能力、剛度和耗能能力等方面來(lái)看，所建立模型的模擬結(jié)果均與試驗(yàn)結(jié)果吻合程度較好。此外，隨著滯回次數(shù)的增加，該模型可較好地捕捉凍融損傷鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度的逐漸降低以及捏攏收縮效應(yīng)。以上結(jié)果表明所建立的凍融損傷鋼筋混凝土梁柱宏觀尺度模型可綜合反映不同凍融環(huán)境下凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)鋼筋混凝土框架柱抗震性能的影響，驗(yàn)證了該凍融損傷梁柱宏觀尺度模型和建模方法的正確性。

圖3 試驗(yàn)與模擬滯回曲線對(duì)比

圖3對(duì)比可以看出，所建立的凍融損傷鋼筋混凝土梁柱宏觀尺度有限元模型可以較為準(zhǔn)確地模擬凍融損傷鋼筋混凝土構(gòu)件在地震荷載作用下的受力性能。以下基于建立的凍融損傷鋼筋混凝土梁柱有限元模型對(duì)一個(gè)典型的五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀尺度建模，對(duì)其進(jìn)行靜力推覆分析、彈塑性時(shí)程分析及地震易損性分析，對(duì)比不同凍融循環(huán)次數(shù)工況下結(jié)構(gòu)抗震性能的退化規(guī)律。

3 RC框架結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，為了進(jìn)一步與學(xué)者的研究工作形成互動(dòng)，文中采用文獻(xiàn)[21]的一個(gè)五層典型鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓作為分析模型，以研究結(jié)構(gòu)抗震性能隨凍融循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律，該結(jié)構(gòu)的平面和立面布置如圖4所示。其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為8度，具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)見文獻(xiàn)[21]。梁柱混凝土為C30，鋼筋為HRB400，柱截面為 500 mm×500 mm（1～2層）和 400 mm×400 mm（3～5層），梁截面為 250 mm×500 mm，部分梁柱配筋見表2。

表2 部分框架柱和梁配筋1）

基于OpenSees計(jì)算分析軟件，采用所建立的凍融損傷鋼筋混凝土梁柱宏觀尺度建模方法對(duì)圖4所示的鋼筋混凝土框架梁柱構(gòu)件進(jìn)行建模，得到有限元模型的周期如表3所示。從表中可以看出，有限元模型與PKPM模型的周期誤差較小，如第一周期誤差僅為1.3%，驗(yàn)證了該有限元模型的正確性。緊接著，沿短跨方向?qū)鋈谘h(huán)次數(shù)分別為0、50、100和200次工況下的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力推覆分析、動(dòng)力時(shí)程分析及地震易損性分析，研究不同凍融循環(huán)次數(shù)工況下結(jié)構(gòu)的抗震性能。

表3 模型周期對(duì)比1）

圖4 結(jié)構(gòu)平面和立面布置（單位：mm）

4 計(jì)算結(jié)果及其分析

4.1 靜力推覆分析

采用倒三角形側(cè)力分布加載模式對(duì)凍融循環(huán)次數(shù)分別為0、50、100和200的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行單向靜力推覆分析。圖5所示為4個(gè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型的靜力推覆曲線。從圖5中可以看出，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗水平側(cè)向承載力及剛度隨著結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)的增加而降低。當(dāng)結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)為200次時(shí)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的基底剪力-頂點(diǎn)側(cè)向位移角曲線與其他結(jié)構(gòu)較為不同，且框架結(jié)構(gòu)的后期性能（如極限抗水平側(cè)向承載力等）明顯降低。當(dāng)結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)分別為50、100及200時(shí)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗水平側(cè)向承載力分別降低了2.7%、4.8%及7.8%。

圖5 結(jié)構(gòu)總剪力-位移角曲線

4.2 彈塑性時(shí)程分析

為實(shí)際反映嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗震能力，文中進(jìn)一步選取美國(guó)太平洋地震工程研究中心（PEER）中的5條天然波（見表4）及2條人工波對(duì)結(jié)構(gòu)歷經(jīng)不同凍融循環(huán)次數(shù)工況下的4個(gè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析。圖6所示為7條地震波的地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜與規(guī)范反應(yīng)譜對(duì)比。從圖6中可明顯看到所選取的7條地震波的平均譜加速度-周期曲線與規(guī)范反應(yīng)譜較為接近，并且框架結(jié)構(gòu)有限元模型計(jì)算分析結(jié)果滿足我國(guó)現(xiàn)行抗震規(guī)范[22]的設(shè)計(jì)要求。因此，文中選取的7條地震動(dòng)記錄具有一定的代表性，可作為文中所建立的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型的彈塑性時(shí)程分析的地震動(dòng)輸入。

圖6 地震波反應(yīng)譜與規(guī)范反應(yīng)譜對(duì)比

表4 天然地震波基本信息

以選取的天然地震波EQ3為例，圖7所示為各鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元模型第三層的層間位移角時(shí)程曲線（多遇地震和罕遇地震）對(duì)比分析。對(duì)7條地震動(dòng)記錄進(jìn)行計(jì)算分析得到的各結(jié)構(gòu)有限元模型樓層的最大層間位移角取平均值，各結(jié)構(gòu)有限元模型的平均最大層間位移角對(duì)比如圖8所示（1 gal=1 cm/s2)。從圖7和圖8可看出，隨著結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融凍融循環(huán)次數(shù)的增加，混凝土的凍融損傷程度逐漸加重，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)逐漸增大。相比多遇地震作用下的框架結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)，結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)受凍融循環(huán)次數(shù)影響更為明顯。相比未歷經(jīng)凍融循環(huán)作用的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)作用次數(shù)分別為50、100和200次時(shí)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的最大層間位移角分別增大0.5%、2.3%和5.2%，在罕遇地震作用下的最大層間位移角分別增大7.8%、16.3%及23.9%。

圖7 層間位移角響應(yīng)對(duì)比

圖8 最大層間位移角對(duì)比

以選取的地震動(dòng)記錄EQ3為例，取鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的中間榀框架的塑性鉸分布進(jìn)行對(duì)比。圖9所示為歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)分別為0和200工況下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的塑性鉸分布，其中實(shí)心圓代表雙向出鉸，空心圓代表單向出鉸。由圖9進(jìn)一步分析可知，無(wú)論鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是否考慮混凝土凍融損傷效應(yīng)，框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件端部彎曲塑性鉸分布規(guī)律差別較大，主要的影響為鋼筋混凝土框架柱鉸耗能機(jī)制，即柱端轉(zhuǎn)角普遍較大，梁端轉(zhuǎn)角相對(duì)較小。不同之處在于，考慮混凝土凍融損傷效應(yīng)之后，框架柱和框架梁的出鉸數(shù)量略有增多，且框架梁柱的彎曲轉(zhuǎn)角略有增大。從鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的塑性和損傷發(fā)展角度考慮，在歷經(jīng)不同凍融循環(huán)次數(shù)工況下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件端部塑性鉸分布差別較小，但是塑性鉸類型及幅度差別較大。歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)為200的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在罕遇地震作用下的損傷比未凍融的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)要嚴(yán)重得多，其中框架柱及框架梁的端部出鉸數(shù)量更多，塑性發(fā)展程度更深，表明對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)而言，凍融循環(huán)作用環(huán)境可加劇鋼筋混凝土構(gòu)件端部塑性鉸的損傷程度。

圖9 塑性鉸分布對(duì)比

4.3 地震易損性分析

由于地震作用的不確定性，為進(jìn)一步衡量嚴(yán)寒地區(qū)下凍融循環(huán)作用環(huán)境對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地震易損性的影響，文中對(duì)歷經(jīng)凍融循環(huán)作用次數(shù)分別為0、50、100、200次工況下的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算分析模型進(jìn)行增量動(dòng)力時(shí)程分析，對(duì)比鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)不同凍融循環(huán)作用次數(shù)工況下的地震易損性。由于地震動(dòng)具有不確定性，文中進(jìn)一步選取由美國(guó)ATC-63報(bào)告[23]中推薦的22條具有代表性的遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)記錄進(jìn)行有限元計(jì)算分析，并選擇鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)峰值加速度（PGA）和最大層間位移角（δ）作為地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析。文中進(jìn)一步參考溫增平[24]對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)定義，其中當(dāng)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的最大層間位移角δ 達(dá)到0.002，0.005，0.015，0.04 rad時(shí)，分別對(duì)應(yīng)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的輕微、中等、嚴(yán)重及倒塌極限狀態(tài)。其中Hwang和劉晶波等[25]生成鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)地震易損性曲線的方法為：

式中：Pf——結(jié)構(gòu)失效概率；

Φ(·)——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)；

δd——地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)；

δc——結(jié)構(gòu)各極限破壞狀態(tài)對(duì)應(yīng)的取值。

將不同破壞極限狀態(tài)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)層間位移角極限值代入式（6），即可建立歷經(jīng)不同凍融循環(huán)作用次數(shù)工況下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的易損性曲線，如圖10所示。從圖10中可進(jìn)一步分析可得，在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)達(dá)到輕微破壞極限狀態(tài)下，凍融循環(huán)作用環(huán)境對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能影響很小。隨著鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)從輕微到倒塌破壞程度的加深，框架結(jié)構(gòu)破壞概率隨著結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)的增多而逐漸增大，表明在嚴(yán)寒地區(qū)下混凝土的凍融損傷可導(dǎo)致鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞概率較為明顯地提高。以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的倒塌狀態(tài)為例，當(dāng)?shù)卣饎?dòng)峰值加速度PGA達(dá)到1.0 g時(shí)，框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)分別為0、50、100和200次時(shí)，對(duì)應(yīng)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)破壞概率分別為42.3%、48.5%、55.3%和61.6%，表明框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)50、100和200次后，結(jié)構(gòu)的抗震能力分別降低了14.7%，30.7%和45.6%。以上表明在嚴(yán)寒地區(qū)如果忽視混凝土的凍融損傷問(wèn)題，會(huì)高估嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力，進(jìn)而會(huì)高估我國(guó)位于北方、東北及西北嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能化抗震能力。

圖10 地震易損性曲線

5 結(jié)束語(yǔ)

基于已有嚴(yán)寒地區(qū)的鋼筋混凝土框架柱擬靜力試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了文中建立的凍融損傷鋼筋混凝土框架梁柱宏觀尺度有限元模型和建模方法的準(zhǔn)確性，接下來(lái)進(jìn)一步采用結(jié)構(gòu)計(jì)算分析有限元軟件OpenSees對(duì)歷經(jīng)不同凍融循環(huán)作用次數(shù)（0、50、100、200）工況下的5層鋼筋混凝土框架進(jìn)行宏觀尺度有限元建模，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力推覆分析、彈塑性時(shí)程分析及地震易損性分析，研究考慮凍融環(huán)境下結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)分別為0、50、100及200次的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。主要研究結(jié)論如下：

1）所建立的凍融損傷鋼筋混凝土框架梁柱宏觀尺度有限元模型的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合精度較高，能有效模擬嚴(yán)寒地區(qū)下歷經(jīng)凍融循環(huán)作用下的鋼筋混凝土框架梁柱構(gòu)件的抗震性能。

2）隨著鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)的增大，混凝土的凍融損傷程度不斷加深。與未歷經(jīng)凍融循環(huán)作用的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)相比，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)分別為50、100及200時(shí)，框架結(jié)構(gòu)的抗水平側(cè)向承載能力分別降低了2.7%、4.8%及7.8%。

3）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的位移響應(yīng)隨著結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)的增大而增大。在罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)作用次數(shù)分別為50、100及200次時(shí)的結(jié)構(gòu)最大層間位移角相比未凍融框架結(jié)構(gòu)分別增大了7.8%、16.3%及23.9%。

4）隨著結(jié)構(gòu)破壞程度的加深，混凝土凍融損傷對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響明顯提高。當(dāng)?shù)卣饎?dòng)峰值加速度PGA達(dá)到1.0 g時(shí)，框架結(jié)構(gòu)歷經(jīng)凍融循環(huán)次數(shù)為50、100及200次時(shí)的結(jié)構(gòu)倒塌概率相比未凍融的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)分別增大了14.7%、30.7%及45.6%。