陳昉健，易偉建

(湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410082)

近場地震作用下銹蝕鋼筋混凝土橋墩的IDA分析

陳昉健，易偉建?

(湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410082)

利用銹蝕鋼筋混凝土柱的滯回試驗結(jié)果，驗證鋼筋混凝土構(gòu)件中銹蝕模型的正確性；利用鋼筋混凝土框架的振動臺試驗結(jié)果，驗證用OPENSEES程序進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性動力分析的可行性.在此基礎(chǔ)上，從PEER地震數(shù)據(jù)庫中選取了30條地震記錄，采用OPENSEES建立彈塑性有限元動力分析模型，對鋼筋銹蝕的鋼筋混凝土橋墩在遠(yuǎn)場地震、近場非脈沖地震和近場脈沖地震作用下的性能進(jìn)行非線性時程分析，研究橋墩柱在三類地震作用下的反應(yīng)，以及鋼筋銹蝕對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響.針對近場脈沖地震對結(jié)構(gòu)進(jìn)行增量動力分析(Incremental dynamic analysis, IDA)，得到結(jié)構(gòu)的IDA曲線和近場地震作用下鋼筋銹蝕對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響.分析結(jié)果表明，在考慮鋼筋銹蝕因素時，近場脈沖地震對結(jié)構(gòu)抗震性能影響最為顯著，在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中應(yīng)引起注意.

鋼筋銹蝕；鋼筋混凝土橋墩；OPENSEES；近場地震；增量動力分析

混凝土中的鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用周期中存在的一個普遍問題，是影響結(jié)構(gòu)耐久性和安全性的重要因素.特別是對于處在海洋環(huán)境下和寒冷地區(qū)的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，由于海水和除冰鹽中氯離子的存在，混凝土開裂現(xiàn)象普遍存在，橋墩表面出現(xiàn)縱向銹蝕裂縫、受力鋼筋斷裂、鋼筋骨架局部嚴(yán)重?fù)p壞等問題都嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命和整體安全.鋼筋銹蝕主要表現(xiàn)為縱向受力鋼筋銹蝕，局部箍筋銹蝕甚至斷裂以及鋼筋骨架的局部銹蝕損壞.這些將會使混凝土產(chǎn)生沿縱筋發(fā)展的銹脹裂縫、降低甚至使箍筋失去約束作用、導(dǎo)致混凝土保護(hù)層剝落、構(gòu)件承載力降低，直至危及整個結(jié)構(gòu)的受力安全.例如，加拿大蒙特利爾市迪克森大街的立交橋，1959年建成，由于凍融循環(huán)影響和除冰鹽的使用，造成橋底板鋼筋嚴(yán)重銹蝕，1994年即由于橋底板混凝土嚴(yán)重分層停止使用，于1999年拆除[1].我國1980年建成的北京西直門立交橋，由于長期使用除冰鹽，僅使用20年就使得部分梁柱銹蝕嚴(yán)重甚至危及橋梁結(jié)構(gòu)安全，已于1999年拆除重建[2].

處在地震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)，同時受到鋼筋銹蝕和地震災(zāi)害的威脅，因此有必要研究銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震性能，以評價其結(jié)構(gòu)的抗震安全性，避免其在地震時發(fā)生倒塌破壞.汪夢甫[3]在研究中提到，斷層距R≤15 km的地震屬于近場地震；震級M≥5.6級，原始記錄PGA≥0.2 g，PGV≥20 cm/s的地震，動力脈沖效應(yīng)顯著，對結(jié)構(gòu)震害形成影響較大.因此，很有必要考慮結(jié)構(gòu)在不同類型地震作用下的響應(yīng).

目前，國內(nèi)外雖然也進(jìn)行過不少關(guān)于銹蝕柱抗震性能的試驗研究[ 4- 6]，但主要集中在矩形截面的鋼筋混凝土柱，對于橋梁結(jié)構(gòu)中大量使用的圓截面柱很少涉及.貢金鑫等[7]是為數(shù)不多的進(jìn)行了鋼筋銹蝕圓柱抗震性能試驗的學(xué)者，構(gòu)件也僅限于較小的尺寸(圓柱直徑260 mm)，與實際工程中橋墩柱的尺寸規(guī)模有較大差距.由于對試驗設(shè)備的要求較高，大尺寸橋墩柱的往復(fù)荷載試驗往往很難進(jìn)行，更不用說振動臺試驗，因此，采用非線性分析軟件對這類構(gòu)件進(jìn)行模擬計算成為了一種有效的研究手段.

本文以鋼筋混凝土橋墩柱為對象，通過非線性動力時程分析和增量動力分析，得到了橋墩柱在鋼筋銹蝕前后的地震響應(yīng)，為發(fā)生鋼筋銹蝕的橋墩抗震性能評估提供理論依據(jù).

1 銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的模擬

對于鋼筋銹蝕在鋼筋混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的普遍性及危害性，國內(nèi)外的很多學(xué)者已經(jīng)做了大量研究，形成了一些共識.Tuutti[8]發(fā)現(xiàn)，鋼筋表面聚集高濃度氯離子的位置將發(fā)生局部銹蝕，即“坑蝕”，而混凝土的碳化是大多數(shù)均勻銹蝕產(chǎn)生的原因，這是鋼筋銹蝕最主要的兩種形式.

1.1 混凝土中鋼筋銹蝕的影響

鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的銹蝕情況，通常采用鋼筋平均質(zhì)量損失率或平均截面損失率作為評估指標(biāo).由于坑蝕所產(chǎn)生銹坑的分布無規(guī)律，測量比較困難，故通常利用鋼筋的質(zhì)量損失作為銹蝕程度的評價標(biāo)準(zhǔn).由此得到的鋼筋平均質(zhì)量損失率相當(dāng)于將銹蝕按照均勻銹蝕考慮，在這個前提下，鋼筋的平均質(zhì)量損失可以等效于其平均截面損失.

在布雷西亞大學(xué)(University of Brescia)結(jié)構(gòu)工程試驗室完成的銹蝕鋼筋受拉試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，Cairns等[9]進(jìn)行了性能參數(shù)研究，定性地得到了鋼筋主要力學(xué)性能參數(shù)隨銹蝕率變化的基本規(guī)律，如圖1所示.

平均截面損失/%

圖1顯示，隨著平均截面損失(即銹蝕因素的影響)的增大，銹蝕鋼筋的極限拉應(yīng)力減小.銹蝕鋼筋的名義屈服強(qiáng)度隨銹蝕程度的增加而降低，但其下降幅度小于極限強(qiáng)度.而鋼筋的抗拉強(qiáng)度受其最小截面控制，因此強(qiáng)度的下降比其平均截面的下降更為迅速.同時，銹蝕鋼筋延性的下降又比強(qiáng)度的降低更顯著.

銹蝕鋼筋的強(qiáng)度變化，可由以下經(jīng)驗公式表示[9]：

(1)

(2)

式中：fy,fu分別表示屈服強(qiáng)度和極限抗拉強(qiáng)度，基于原始截面；fy0，fu0分別表示未銹蝕鋼筋的屈服強(qiáng)度和極限受拉強(qiáng)度；αy，αu為經(jīng)驗系數(shù).文獻(xiàn)[9]對10組不同學(xué)者所做試驗的結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)αy的平均值為0.01.通常情況下，αy或αu的值取0.01代表均勻銹蝕；超過0.01則反映非均勻銹蝕的影響.Du等[10]建議取αy=0.005.為了既不過分削弱鋼筋的銹蝕后性能，又能考慮到坑蝕相對于均勻銹蝕的嚴(yán)重性，本文取αy=0.015.

1.2 鋼筋銹蝕模型驗證

本文采用非線性有限元軟件OPENSEES[11]對文獻(xiàn)[7]中的銹蝕鋼筋混凝土圓柱往復(fù)荷載試驗結(jié)果進(jìn)行模擬.使用非線性梁柱單元(nonlinearbeam-columnelement)中基于位移的單元(DisplacementBasedBeam-ColumnElement) 建模，該單元基于位移方程且考慮沿單元長度方向的塑性分布.將柱截面劃分為一系列非彈性纖維單元，同時將單根柱構(gòu)件沿柱高劃分為多個計算單元，在柱底部塑性鉸形成區(qū)域單元節(jié)點間距減小，上部區(qū)域節(jié)點間距較大.

分析模型的混凝土材料選用Concrete02，該材料基于修正后的Kent-Park模型[12]，可以通過調(diào)整混凝土受壓骨架曲線的峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變和線性受拉軟化階段的斜率來反映箍筋的約束作用，也考慮了混凝土的剩余強(qiáng)度.鋼筋本構(gòu)模型采用Giuffré-Menegotto-Pinto的Steel02單軸模型[13]，通過鋼筋應(yīng)變強(qiáng)化率的取值，考慮鋼筋的各向同性應(yīng)變強(qiáng)化，并通過參數(shù)調(diào)整在一定范圍內(nèi)控制鋼筋從彈性階段向塑性階段的過渡形狀.柱截面約束區(qū)混凝土利用Mander[14]提出的公式對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整.在柱底添加零長度截面單元(Zero-LengthSectionElement)，模擬應(yīng)變滲透效應(yīng)，配合使用單軸滑移材料模型(Bond-SP01)[15]來考慮混凝土柱受力過程中端部錨固鋼筋黏結(jié)滑移效應(yīng)引起的變形.

文獻(xiàn)[6]中各試件縱筋的銹蝕率采用的是各根鋼筋銹蝕率的平均值，因此，在分析時，假設(shè)同一試件中每根縱向鋼筋受到的銹蝕損傷相同，且銹蝕沿柱周邊和柱高均勻分布.試驗中，箍筋銹蝕比縱筋嚴(yán)重，分析時，取箍筋的銹蝕率在縱筋基礎(chǔ)上提高50%.在鋼筋銹蝕后，鋼筋與混凝土之間將出現(xiàn)一層銹蝕產(chǎn)物，嚴(yán)重影響兩者之間的黏結(jié)強(qiáng)度.因此，對鋼筋銹蝕試件模型中的滑移材料參數(shù)進(jìn)行修改，其中$b表示單調(diào)滑移條件下，鋼筋應(yīng)力在屈服后的初始強(qiáng)化比，在鋼筋完好時取0.5，考慮銹蝕后，滑移量將顯著增加，在此取為0.3.參數(shù)$R表征的是往復(fù)荷載下，鋼筋應(yīng)力響應(yīng)中的捏縮現(xiàn)象，鋼筋完好時，滯回曲線豐滿，該值取為0.8，考慮銹蝕后，滯回曲線將出現(xiàn)明顯的捏縮，因此將該值取為0.5.計算結(jié)果與試驗荷載-位移滯回曲線的比較如圖2所示，因試驗構(gòu)件數(shù)量較多，此處僅給出部分模擬結(jié)果.

構(gòu)件編號形式為Cx-y，C表示構(gòu)件為圓柱截面，x表示構(gòu)件鋼筋銹蝕率(質(zhì)量損失率)百分比的整數(shù)部分，y表示試驗軸壓比的小數(shù)部分.

從圖2中可以看到，對銹蝕鋼筋的參數(shù)選取，反映到計算結(jié)果中與試驗結(jié)果基本吻合.試驗中，鋼筋銹蝕率和軸壓比增大后，對柱保護(hù)層有明顯的削弱，而這在OPENSEES的建模中難以在不改變構(gòu)件模型的情況下得到體現(xiàn).因此在對銹蝕率和軸壓比較高的構(gòu)件進(jìn)行模擬計算時，需要進(jìn)行處理，即改變構(gòu)件的截面直徑，在保證核心區(qū)不變的同時，縮小保護(hù)層厚度，以此減小計算模型的構(gòu)件剛度.模擬結(jié)果表明，這樣引入鋼筋銹蝕影響是合理的，可用于后續(xù)計算中.

2 地震作用分析模型

為驗證OPENSEES進(jìn)行地震荷載模擬計算的有效性和正確性，對文獻(xiàn)[16]中2個單層雙跨鋼筋混凝土框架試件的振動臺試驗結(jié)果進(jìn)行模擬.該框架試件的中柱為方柱，為試驗主要研究對象，兩根邊柱為圓柱，主要起支撐上部荷載的作用，試驗主要目的是得到中柱在地震波作用下的性能響應(yīng).2個試件的尺寸和配筋完全一致，區(qū)別僅在于試件1的中柱軸壓比為0.1，試件2的中柱軸壓比為0.24.

此處建模選用的單元類型和材料模型都與上一節(jié)的相同，以保證2種建模思路的統(tǒng)一和邏輯上的一致性.模擬計算得到的中柱層間位移角隨地震波變化曲線與試驗結(jié)果的對比如圖3所示.

側(cè)向位移/mm

側(cè)向位移/mm

側(cè)向位移/mm

側(cè)向位移/mm

從圖3的曲線對比可知，計算模型可以較為準(zhǔn)確地反映出構(gòu)件在地震荷載作用下的基本性能.模擬分析的結(jié)果是令人滿意的，這樣的建模方法可以用于地震荷載下鋼筋混凝土橋墩的性能分析.

時間/s

時間/s

3 算例與地震動的選取

3.1 算例信息

對于橋梁結(jié)構(gòu)，通常要求在地震荷載下，橋梁上部結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài).而實際震害資料也顯示，一般上部結(jié)構(gòu)不會發(fā)生破壞.因此，本文僅選取橋墩作為地震荷載IDA分析的研究對象.

選取參考文獻(xiàn)[17]中，按我國橋梁規(guī)范設(shè)計的圓截面橋墩為分析模型，模型示意圖見圖4.橋墩高6.0 m，墩柱外徑為1 000 mm，保護(hù)層厚度為50 mm，采用C30混凝土.縱向鋼筋為24根直徑為36 mm的HRB400級鋼筋，箍筋采用直徑12 mm的HRB335鋼筋，間距為100 mm.上部結(jié)構(gòu)傳遞的重力荷載為3 150 kN，在建模時，該荷載作為集中荷載施加于模型頂部節(jié)點.引入鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的銹蝕影響時，按銹蝕率10%和20%兩種情況考慮.

圖4 墩柱模型示意圖

3.2 地震動的選取

在進(jìn)行IDA分析時，選取10 ～ 20條地震波記錄就能滿足一定的精度要求，以文獻(xiàn)[18]附錄A中列舉的符合中國場地類別的地震波為參考，從PEER數(shù)據(jù)庫中選取了30條地震波.其中20條斷層距小于10 km的近場地震波記錄，分為兩組.Loh等[19]指出，峰值地面速度與峰值地面加速度之比(PGV/PGA)是識別近震效應(yīng)的主要特征，當(dāng)PGV/PGA>0.2 s時，近震對結(jié)構(gòu)的效應(yīng)明顯.因此，選取PGV/PGA > 0.2的10條地震波為一組，屬于近場脈沖記錄，另一組地震波PGV/PGA<0.2，屬于近場非脈沖記錄.此外，還選取了斷層距大于30 km的10條遠(yuǎn)場記錄.選用的地震波震級分布在5.23～7.62之間，假設(shè)橋墩屬于Ⅱ類場地條件.

4 計算結(jié)果與分析

4.1 損傷指標(biāo)的確定

在橋梁結(jié)構(gòu)中，墩柱的變形能力直接影響到橋梁的抗震性能和上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定.墩柱在地震荷載下的側(cè)向變形可以直觀地反映出橋墩在地震中的性能狀態(tài).因此，本文選取墩柱的墩頂側(cè)移比作為判別橋墩在地震荷載中性能變化的損傷指標(biāo)，其定義為整個地震過程中，墩頂?shù)淖畲蠼^對位移與橋墩高度之比.文獻(xiàn)[20]中給出了墩頂側(cè)移比的定義式，如公式(3)[20]：

(3)

4.2 地震荷載計算結(jié)果

為了模擬逐漸從多遇地震調(diào)幅至罕遇地震，在進(jìn)行時程分析時，對選用的地震波加速度峰值進(jìn)行了調(diào)整，從0.005 g按0.1 g的步長增量逐漸增加到0.505 g.分別對完好狀態(tài)下的橋墩模型和鋼筋銹蝕率達(dá)到10%和20%時的橋墩模型進(jìn)行分析.其中，模型構(gòu)件銹蝕率的影響，按照本文第一節(jié)中介紹的方式予以考慮.計算對應(yīng)不同地震動加速度峰值水平的結(jié)構(gòu)頂點位移最大值(圖5)，取3組地震波中10條記錄的平均結(jié)果進(jìn)行比較.

計算結(jié)果表明，遠(yuǎn)場地震和近場非脈沖地震相比，墩頂側(cè)移比可以增加一倍左右，而近場脈沖地震與遠(yuǎn)場地震相比，隨著峰值加速度(PGA)的增加，墩頂側(cè)移比最多增加近80%.在近場非脈沖地震的作用下，鋼筋銹蝕對橋墩變形的影響不明顯.但另外兩種地震類型下，鋼筋銹蝕對橋墩變形的影響非常顯著，銹蝕率對墩頂側(cè)移比的影響隨著PGA的增大而增大.

加速度峰值PGA/g

其中，10%的銹蝕率將使墩頂側(cè)移比增大15%左右，20%的銹蝕率將使墩頂側(cè)移比增大40%左右，并且隨著PGA增大，這種變形的增長還有加大的趨勢.值得注意的是，近場脈沖地震作用下，墩柱受銹蝕影響非常突出，變形增加幅度遠(yuǎn)高于另外兩種地震類型.

5 IDA分析

地震荷載的作用時間、荷載強(qiáng)度和空間效應(yīng)具有很大的隨機(jī)性，造成結(jié)構(gòu)的抗震性能具有明顯的不確定性.增量動力分析(Incremental Dynamic Analysis，簡稱IDA)方法[21]通過系數(shù)調(diào)整地震動加速度值，來獲得一組強(qiáng)度不同的地震動記錄，輸入結(jié)構(gòu)模型后進(jìn)行非線性時程分析.這種方法考慮到了結(jié)構(gòu)抗震需求和承載能力的不確定性和隨機(jī)因素，因此，對結(jié)構(gòu)在不同性能水準(zhǔn)下的抗震能力可以做出較為合理的評價.

選用對結(jié)構(gòu)影響最劇烈的15條近場脈沖地震記錄，主要來自1999年臺灣集集地震和1994年發(fā)生在美國洛杉磯的北嶺地震，對墩柱進(jìn)行IDA分析，以進(jìn)一步研究鋼筋銹蝕對結(jié)構(gòu)的影響.對計算得到的IDA曲線進(jìn)行三階樣條插值擬合，得到了在墩柱完好，鋼筋銹蝕率達(dá)到10%和20%時，墩頂最大位移隨峰值-地面加速度變化IDA曲線如圖6所示.

墩頂最大位移/mm(a) 完好墩柱

墩頂最大位移/mm(b) 銹蝕率10%墩柱

墩頂最大位移/mm(c) 銹蝕率20%墩柱

從圖中可以看出，除了在PGA<0.1 g時，墩柱基本表現(xiàn)為彈性狀態(tài)外，隨著地震作用逐漸加大，大多數(shù)墩頂最大位移的IDA曲線呈現(xiàn)出了屈服后的水平段，而沒有出現(xiàn)明顯水平段的曲線，其形態(tài)也產(chǎn)生了顯著的變化，這種變化的差異與地震波的隨機(jī)性有關(guān).

在引入了鋼筋銹蝕這一影響因素后，可以看到出現(xiàn)屈服平臺的曲線在更低的地震荷載水平發(fā)生屈服，而不出現(xiàn)屈服平臺的曲線其斜率也逐漸減小.這意味著構(gòu)件在更低的地震荷載水平發(fā)生了更大的變形，即構(gòu)件在更早的時間點便趨近于倒塌，這顯然對整體結(jié)構(gòu)安全是很不利的.

以地震強(qiáng)度指標(biāo)PGA作為控制參數(shù)，對15條近場脈沖地震的IDA曲線進(jìn)行統(tǒng)計，所得的16%，50%，84%分位的IDA曲線如圖7所示.

可以發(fā)現(xiàn)，在銹蝕因素的影響下，結(jié)構(gòu)的3條分位IDA曲線的形態(tài)都產(chǎn)生了明顯的變化，其總體趨勢都表現(xiàn)為在更低的PGA作用下產(chǎn)生更大的位移.例如在墩頂最大位移達(dá)到300 mm(墩頂側(cè)移比d=0.05)時，完好墩柱50%分位線對應(yīng)的PGA約為0.45 g，而銹蝕率10%的墩柱約為0.39 g，銹蝕率20%的墩柱約為0.34 g.這意味著，在鋼筋銹蝕的影響下，結(jié)構(gòu)所能承受的地震荷載下降，相應(yīng)地，在相同的地震荷載下，結(jié)構(gòu)發(fā)生更嚴(yán)重破壞的概率提高，安全風(fēng)險增加.

墩頂最大位移/mm(a) 完好墩柱

墩頂最大位移/mm(b) 銹蝕率10%墩柱

墩頂最大位移/mm(c) 銹蝕率20%墩柱

6 結(jié) 論

本文利用已有的銹蝕后鋼筋性能變化模型，能夠在一定程度上模擬出鋼筋混凝土墩柱在鋼筋銹蝕后的力學(xué)性能變化.但是對于銹蝕造成的鋼筋與混凝土之間黏結(jié)的影響只考慮到了端部錨固區(qū)，沿構(gòu)件方向鋼筋與混凝土共同工作時的黏結(jié)強(qiáng)度變化，暫時難以進(jìn)行模擬，在今后的研究中應(yīng)進(jìn)一步完善.通過以上對銹蝕鋼筋混凝土墩柱的抗震性能分析可知，銹蝕將對結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生較大的影響，具體結(jié)論如下：

1)對于3類典型地震作用， 除近場非脈沖地震外，鋼筋銹蝕都增大了橋墩的頂點最大位移，并且這種影響隨著PGA的增大而增加，其中又以近場脈沖地震的影響更為顯著.

2)近場非脈沖地震受到鋼筋銹蝕的影響不明顯，而遠(yuǎn)場地震和近場脈沖地震對結(jié)構(gòu)的作用，在鋼筋銹蝕后產(chǎn)生了顯著的加強(qiáng).同樣的地震荷載下結(jié)構(gòu)由于鋼筋銹蝕而增加的變形大大超過10%，足以說明這一影響因素完全不能忽視.因此，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性分析和設(shè)計驗算時，應(yīng)適當(dāng)?shù)乜紤]鋼筋銹蝕這一因素.

3)通過統(tǒng)計控制參數(shù)，得到IDA分位曲線，可以更加清晰地判斷不同地震強(qiáng)度下結(jié)構(gòu)的損傷情況和結(jié)構(gòu)在達(dá)到某一破壞程度時抗震承載力的大小.

4)近場地震作用下，鋼筋銹蝕顯著改變了墩柱結(jié)構(gòu)的IDA結(jié)果，使結(jié)構(gòu)在更低的地震荷載水平便發(fā)生更大的變形，更趨近于破壞.在設(shè)計長期使用且有可能發(fā)生鋼筋銹蝕的橋梁結(jié)構(gòu)時，應(yīng)對此引起特別的注意.

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Incremental Dynamic Analysis of Corroded Reinforced Concrete Bridge Columns Subjected to Near-field Earthquake

CHEN Fang-jian , YI Wei-jian?

(College of Civil Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China)

Using the hysteresis test results of corroded reinforced concrete columns, the accuracy of the model of corroded steel in reinforced concrete structures was validated. The feasibility of OPENSEES program for the nonlinear dynamic analysis of reinforced concrete structure was verified with the shaking-table test results of reinforced concrete frame. With the program and 30 seismic ground motions selected from the PEER database, a dynamic elastic-plastic finite element model was built. And then, the seismic performance of a corroded reinforced concrete bridge column subjected to far-field earthquake, near-field earthquake with or without impulse action was measured by the nonlinear dynamic time-history analysis in order to study the steel corrosion effect on the structural response under three types of earthquake ground motions. Aiming at the near-field earthquake with impulse action, the Incremental Dynamic Analysis (IDA) was carried out, the IDA curves and the influence of steel corrosion on the seismic performance of the bridge columns were obtained. The results show that near-field earthquake with pulse action has the most significant effect on the structural seismic performance when considering the corrosion, and special attention should be paid to that during structural seismic design.

steel corrosion; RC bridge columns; OPENSEES; near-field earthquake; Incremental Dynamic Analysis

1674-2974(2015)03-0001-08

2014-07-18

國家自然科學(xué)基金資助項目(51178175,51338004)，National Natural Science Foundation of China(51178175,51338004)

陳昉健(1986-)，男，湖南長沙人，湖南大學(xué)博士研究生

?通訊聯(lián)系人，E-mail:wjyi @hnu.edu.cn

P315.9；TU375.3

A