鋼筋銹蝕的空間分布對梁受剪性能的影響——基于數(shù)值模擬的研究.pdf

1、鋼筋混凝土（以下簡稱RC）結(jié)構(gòu)的耐久性近年來逐漸成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的問題。其中，鋼筋銹蝕是影響RC結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素之一。然而，以往大部分研究多是針對受彎性能，而對于受剪性能的關(guān)注較少。但在海洋氯化物環(huán)境下，由于箍筋相對截面較小且易受氯離子侵蝕，箍筋的銹蝕程度較縱向受拉鋼筋嚴(yán)重，有可能發(fā)生脆性的受剪破壞先于受彎破壞的預(yù)期外現(xiàn)象。再者，大部分的研究多是考慮鋼筋整體均勻銹蝕對結(jié)構(gòu)性能的影響，但這與實際結(jié)構(gòu)中混凝土內(nèi)部的鋼筋銹蝕多呈非均勻、

2、非對稱的空間分布不符。
　　數(shù)值模擬是一種非常有效的研究方法，其既可以觀察到宏觀力學(xué)現(xiàn)象，又可以收集實驗無法測定的微觀情報。本文在本課題組實驗的基礎(chǔ)上，使用有限元軟件Diana，對鋼筋銹蝕的空間分布對RC梁抗剪性能的影響展開以下研究:1）縱向受拉鋼筋的整體銹蝕對剪跨比不同無腹筋梁抗剪性能的研究;2）縱向受拉鋼筋的局部粘結(jié)退化對有腹筋梁抗剪性能的影響;3）箍筋的整體銹蝕以及箍筋的局部錨固失效對有腹筋梁抗剪性能的影響。數(shù)值模擬較好地符

3、合了實驗結(jié)果，并得到了以下一些有益結(jié)論:
　　(1)對于無腹筋長梁，縱向受拉鋼筋銹蝕導(dǎo)致的粘結(jié)退化引起“拉拱機(jī)制”增強(qiáng)，提高了受剪承載力。對于無腹筋短梁，粘結(jié)退化對承載機(jī)制的影響并不明顯。
　　(2)理論分析證明無腹筋梁受剪斷裂能與“剪切應(yīng)力保持系數(shù)，切應(yīng)變曲線”包絡(luò)面積的平方成正比。數(shù)值模擬和實驗的相互驗證結(jié)果表明，“剪切應(yīng)力保持系數(shù)-切應(yīng)變相關(guān)關(guān)系”曲線的包絡(luò)面積隨著剪跨比增大而減小，證明受剪斷裂能隨剪跨比的增加呈減小趨

4、勢，這和實驗現(xiàn)象以及以往的研究相符。
　　(3)相比于縱向受拉鋼筋跨中粘結(jié)退化對有腹筋梁的影響，端部粘結(jié)退化更為危險。端部粘結(jié)退化會導(dǎo)致梁剛度和承載力大幅下降，且最終破壞呈脆性。
　　(4)箍筋整體銹蝕對于有腹筋梁的抗剪承載機(jī)制的影響較小，并不會引起承載機(jī)制的遷移，但箍筋銹蝕導(dǎo)致的斷面減小將降低整體抗剪承載力。
　　(5)從假定銹蝕箍筋局部錨固失效現(xiàn)象，進(jìn)行多種情況的箍筋錨固失效的數(shù)值模擬得出的結(jié)果顯示，局部錨固失效降