氯鹽侵蝕鋼筋混凝土框架結構失效機理和退化模型.pdf

1、氯鹽侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結構性能退化是耐久性研究中最為突出和重要的一個組成部分。氯離子通過對材料的侵蝕,使得鋼筋混凝土基本構件的靜力以及動力性能發(fā)生改變,進而影響整個結構的力學性能。本文結合人工氣候環(huán)境下的加速試驗研究,全面揭示氯鹽侵蝕造成的鋼筋混凝土結構耐久性退化的規(guī)律,并結合理論分析建立了相應的耐久性退化模型。
　　通過對人工氣候環(huán)境加速氯離子侵蝕構件內的銹蝕鋼筋表面銹蝕形態(tài)的詳細調查和研究,對鋼筋表面的坑蝕情況進行了基于概率

2、的分析和統(tǒng)計,得到了蝕坑的形狀以及三維尺寸的演變規(guī)律以及與銹蝕率相關的分布模型;基于試驗研究,建立了銹蝕鋼筋屈服強度的判別方法(YPPCR法),基于此開展了蝕坑對鋼筋名義屈服強度退化的有限元分析和概率分析,得到了蝕坑三維尺寸對強度退化的影響規(guī)律和相應的計算模型,建立了與三維尺寸相關的單坑名義屈服強度退化模型,結合蝕坑測量結果,對名義屈服強度的概率分布進行了分析,建立了與銹蝕率相關的名義屈服強度退化模型以及標準強度退化模型。
　　基

3、于全梁粘結試驗以及理論分析,建立了銹蝕梁錨固區(qū)與位置相關的局部粘結滑移本構模型,以及相應的特征值退化模型,建立了梁端錨固區(qū)的粘結分布預計方法和極限錨固力預計方法;基于試驗和理論分析,建立了考慮壓區(qū)鋼筋銹蝕以及粘結性能退化的梁抗彎承載力模型,以及抗彎梁從正截面破壞向錨固破壞轉變的界限模型,以及錨固破壞時的承載力計算模型。
　　基于銹蝕梁的抗剪性能試驗以及臨界斜裂縫開展規(guī)律試驗,得到了梁抗剪承載力退化的規(guī)律,結合理論研究,建立了基于極

4、限平衡理論的銹蝕鋼筋混凝土梁的抗剪性能退化模型,基于斜壓場理論和粘結理論,建立了臨界斜裂縫傾角退化模型,進而對梁端錨固性能的退化進行預計,建立了從抗剪破壞到錨固破壞的破壞形態(tài)轉變模型。
　　對不同銹蝕程度的銹蝕壓彎構件進行了低周反復加載試驗,得到了銹蝕壓彎構件耗能能力退化和恢復力退化的規(guī)律;結合理論分析以及試驗研究,選擇合理的恢復力模型以及相應的滯回規(guī)則,建立了綜合考慮銹蝕鋼筋力學性能退化,混凝土銹脹開裂造成的截面損失,軸壓比,以

5、及粘結性能退化影響的壓彎構件恢復力退化模型,為框架結構的力學性能退化預計奠定了基礎。
　　對不同銹蝕程度的框架邊節(jié)點構件進行了低周反復加載試驗,并考慮了軸壓比的影響。得到了節(jié)點梁端力學性能退化的規(guī)律;結合理論分析以及試驗研究,建立了綜合考慮鋼筋銹蝕后的力學性能退化,混凝土銹脹開裂后的損傷,以及粘結性能退化影響的壓彎構件恢復力退化模型以及節(jié)點梁端恢復力退化模型。與壓彎構件一起為框架結構基于構件的非線性分析奠定基礎。
　　對銹蝕