銹蝕鋼筋混凝土粘結(jié)性能全過程分析.pdf

1、在混凝土結(jié)構(gòu)百年發(fā)展史中，雖然耐久性問題很早就已被人們認識到，但是，由于問題的復(fù)雜性以及缺乏先進的試驗技術(shù)手段等方面的原因，至今人們對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的認識還遠不夠充分和徹底。因此，對腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性做進一步深入的研究是十分必要的。本文基于以往銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的研究中存在的不足，采用試驗研究和理論分析相結(jié)合的方法，進行了以下內(nèi)容的研究工作：
　?。?）為探討腐蝕環(huán)境對鋼筋混凝土梁粘結(jié)性能的影響，本文對6

2、根支座處受拉縱筋錨固長度為零的鋼筋混凝土試驗梁進行了三分點加載的粘結(jié)破壞試驗研究，其中1根為未經(jīng)過氯鹽溶液浸泡的對比試驗梁。首先，將5根試驗梁浸泡在氯鹽溶液中并通過硅控整流器施加直流電，進行加速腐蝕試驗（每根試驗梁腐蝕時間的設(shè)定是依據(jù)其各自事先給定的鋼筋目標銹蝕量和Faraday定律進行預(yù)估的），并觀察每根腐蝕后鋼筋混凝土梁底部的銹脹裂縫，建立裂縫寬度與鋼筋銹蝕率之間的關(guān)系。然后，對每根鋼筋混凝土梁進行三分點加載試驗，探討在三分點加載荷

3、載作用下鋼筋銹蝕損傷對試驗梁荷載-變形曲線的影響，并觀察加載裂縫發(fā)展規(guī)律和最終破壞形態(tài)。給出了荷載-撓度曲線、荷載-跨中截面混凝土應(yīng)變與鋼筋應(yīng)變歷程曲線以及平均粘結(jié)應(yīng)力-滑移歷程曲線。試驗結(jié)果表明：銹脹裂縫發(fā)生在試驗梁底部受拉鋼筋附近，而且，銹蝕損傷越大，銹脹裂縫寬度越寬；試驗梁跨中應(yīng)變在初始加載過程中沿梁高均呈現(xiàn)線性變化，此時梁截面仍符合平截面假設(shè)。隨著荷載進一步加大，跨中混凝土應(yīng)變沿梁高逐步出現(xiàn)非線性分布，截面也不再符合平截面假設(shè)。

4、隨著銹蝕率增加，中和軸不斷上升；在加載過程中，加載裂縫出現(xiàn)順序為從跨中向支座兩端發(fā)散，從混凝土梁底部向頂部蔓延；隨著荷載增加，支座處沿順筋方向出現(xiàn)粘結(jié)撕裂裂縫，最終導(dǎo)致試驗梁產(chǎn)生粘結(jié)破壞，出現(xiàn)滑移；在銹蝕初始狀態(tài)，試驗梁發(fā)生粘結(jié)破壞的極限承載能力有所提高，隨著銹蝕率的不斷增大，極限承載能力逐漸降低；當(dāng)銹蝕達到一定程度之后，極限承載能力低于無銹蝕試驗梁的極限承載能力，并隨著銹蝕率進一步增加而繼續(xù)遞減。
　?。?）介紹了ANSYS程序

5、中實現(xiàn)鋼筋混凝土粘結(jié)性能的非線性有限元分析方法和原理。分別以鋼筋混凝土拔出試件和鋼筋混凝土梁構(gòu)件作為算例進行了ANSYS計算分析，對ANSYS中鋼筋混凝土有限元分析從前處理到后處理的全過程進行了介紹、調(diào)試和驗證，并對ANSYS程序的分析結(jié)果與已有試驗結(jié)果進行對比分析。ANSYS程序的調(diào)試、驗證結(jié)果表明，ANSYS程序能夠較方便地用于對混凝土結(jié)構(gòu)進行非線性有限元分析,而且建模方便,計算結(jié)果與理論結(jié)果吻合較好。
　?。?）結(jié)合本文試驗