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(lǐng)域廣為關(guān)注的問(wèn)題之一,在正常使用期間,由于各種原因會(huì)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(dǎo)致鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能發(fā)生退化,從而嚴(yán)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(jì)算方法,對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估既有結(jié)構(gòu)的耐久性能具有重要的理論意義和實(shí)際意義。
　　論文采用試驗(yàn)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(chǔ)上，建立了考慮不同位置(邊中、角部)保護(hù)層銹脹開(kāi)裂形態(tài)差異的銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計(jì)算方法。主要工作內(nèi)容如下:
　　采用梁式粘結(jié)試驗(yàn)方法和鋼筋內(nèi)貼應(yīng)變片試驗(yàn)手段,進(jìn)行了36根銹蝕鋼筋混凝土梁式粘結(jié)試驗(yàn),分析了鋼筋銹蝕率、混凝土強(qiáng)度、鋼筋直徑、保護(hù)層厚度等因素對(duì)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(guān)系和極限粘結(jié)應(yīng)力的計(jì)算模型。結(jié)果表明:鋼筋銹蝕率越大、混凝土強(qiáng)度越小時(shí),自由端開(kāi)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(yīng)變?cè)酱?加載端鋼筋應(yīng)變?cè)叫?粘結(jié)應(yīng)力沿錨固位置傳遞越快、分布越平緩。
　　進(jìn)行了4根銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載力試驗(yàn),分析了鋼筋銹蝕程度對(duì)構(gòu)件荷載-跨中撓度關(guān)系、跨中混凝土應(yīng)變分布及荷載-自由端滑移關(guān)系等的影響,研究了角部鋼筋和邊中鋼筋應(yīng)變分布的差異,對(duì)比了純彎段和彎剪段混凝土應(yīng)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(yīng)變值較角部鋼筋大5％左右,且角部鋼筋應(yīng)變較邊中鋼筋降低幅度大;純彎段混凝土應(yīng)變較彎剪段增長(zhǎng)速度快,跨中混凝土應(yīng)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(guān)系和不同位置(角部、邊中)鋼筋應(yīng)變的分布規(guī)律,分析了鋼筋與混凝土應(yīng)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(yàn)和數(shù)值分析,建立了考慮不同位置