銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件粘結(jié)性能及承載性能研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是工程領域廣為關注的問題之一,在正常使用期間,由于各種原因會引起鋼筋銹蝕,鋼筋銹蝕不僅造成鋼筋有效截面面積削弱和鋼筋性能改變,而且還導致鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能發(fā)生退化,從而嚴重影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載性能。研究銹蝕鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能,建立銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計算方法,對準確評估既有結(jié)構(gòu)的耐久性能具有重要的理論意義和實際意義。
　　論文采用試驗研究和理論分析相結(jié)合的方法,深入研究了銹蝕鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能,在

2、此基礎上，建立了考慮不同位置(邊中、角部)保護層銹脹開裂形態(tài)差異的銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計算方法。主要工作內(nèi)容如下:
　　采用梁式粘結(jié)試驗方法和鋼筋內(nèi)貼應變片試驗手段,進行了36根銹蝕鋼筋混凝土梁式粘結(jié)試驗,分析了鋼筋銹蝕率、混凝土強度、鋼筋直徑、保護層厚度等因素對粘結(jié)性能的影響,建立了銹蝕鋼筋與混凝土的粘結(jié)滑移本構(gòu)關系和極限粘結(jié)應力的計算模型。結(jié)果表明:鋼筋銹蝕率越大、混凝土強度越小時,自由端開始滑移所需施加的荷載越小,同

3、一荷載下加載端和自由端滑移、跨中撓度、自由端鋼筋應變越大,加載端鋼筋應變越小,粘結(jié)應力沿錨固位置傳遞越快、分布越平緩。
　　進行了4根銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載力試驗,分析了鋼筋銹蝕程度對構(gòu)件荷載-跨中撓度關系、跨中混凝土應變分布及荷載-自由端滑移關系等的影響,研究了角部鋼筋和邊中鋼筋應變分布的差異,對比了純彎段和彎剪段混凝土應變、不同鋼筋銹蝕率梁極限荷載的差異。結(jié)果表明:隨鋼筋銹蝕率增大,受彎構(gòu)件的極限荷載和剛度降低;邊中鋼筋

4、應變值較角部鋼筋大5％左右,且角部鋼筋應變較邊中鋼筋降低幅度大;純彎段混凝土應變較彎剪段增長速度快,跨中混凝土應變沿梁高滿足平截面假定。
　　采用有限元軟件分別建立了銹蝕鋼筋混凝土梁式粘結(jié)構(gòu)件和受彎構(gòu)件分析模型,研究了銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載力、荷載-跨中撓度關系和不同位置(角部、邊中)鋼筋應變的分布規(guī)律,分析了鋼筋與混凝土應變不協(xié)調(diào)系數(shù)隨銹蝕率的變化規(guī)律。
　　結(jié)合銹蝕鋼筋混凝土承載力試驗和數(shù)值分析,建立了考慮不同位置