外文翻譯--帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第二部分腐蝕的效應(yīng)（譯文）

1、中文 中文 9500 字 出處： 出處：Magazine of Concrete Research, 2005, 57(7): 383-396.帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第二部分：腐蝕的效應(yīng) 帶肋鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第二部分：腐蝕的效應(yīng)K.倫德格倫（瑞典 哥德堡 查爾摩斯工學(xué)院）摘要 摘要：混凝土中的鋼筋受腐蝕后鋼筋體積較原有體積有所增大，這使得混凝土受到了向外的劈裂壓力。因此，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)性能受到了一定的影響。在早期的

2、文章中，筆者論述過一種混凝土腐蝕模型，在它的姊妹篇中也發(fā)表了一種修正后的粘結(jié)機(jī)理模型。本文所用的模型結(jié)合了這種修正后的粘結(jié)機(jī)理模型，將鋼筋和混凝土模擬成固體單元后運(yùn)用三相有限元法進(jìn)行分析。許多研究人員進(jìn)行了腐蝕裂紋測(cè)試、添加橫向鋼筋和不添加橫向鋼筋的梁測(cè)試以及相應(yīng)的拉拔測(cè)試。將測(cè)試所得的結(jié)果與按照該模型分析所得的結(jié)果進(jìn)行分析、比較，研究人員發(fā)現(xiàn)他們具有較好的一致性。此外，該模型還被用于研究均勻腐蝕和局部腐蝕效應(yīng)。結(jié)果表明，在使構(gòu)件表面開

3、裂的同等情況下，局部腐蝕平均腐蝕深度比均勻腐蝕的平均腐蝕深度小，而且他們的腐蝕模式也不相同。通過這些分析，我們可以得出的結(jié)論是：在研究混凝土由均勻腐蝕導(dǎo)致的開裂時(shí)，軸對(duì)稱性分析似乎足以成為一種模型標(biāo)準(zhǔn)。在研究局部腐蝕時(shí)，需要應(yīng)用三維立體模型。在研究未布置橫向鋼筋的混凝土構(gòu)件中的受均勻腐蝕的鋼筋錨固部分時(shí)，同樣需要運(yùn)用這種模型。在這些情況下，錨固鋼筋在混凝土表面開裂時(shí)起決定性作用這一標(biāo)準(zhǔn)可以被認(rèn)定為安全可靠的。關(guān)鍵字： 關(guān)鍵字：鋼筋；混凝

4、土；粘結(jié)；腐蝕；效應(yīng)1概述 概述鋼筋的腐蝕一般制約著混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。在測(cè)定混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命時(shí)，通常將其分為初始期以及傳播期。初始期是指鋼筋受腐蝕之前的時(shí)期，傳播期是指初始期過后到允許最大腐蝕度之前的時(shí)期。鋼筋腐蝕最普遍原因是混凝土構(gòu)件的碳化以及氯離子的侵入。借助于二氧化碳或氯化物入侵混凝土構(gòu)件表面速率模型，初始期可以被確定。通過測(cè)定鋼筋腐蝕速率以及允許最大腐蝕度，傳播期可以被確定。本文將集中解決測(cè)定允許最大腐蝕度時(shí)所需用的模型

5、。于是，鋼筋腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)承載性能的影響就可以被確定?；炷两Y(jié)構(gòu)中的鋼筋受腐蝕后會(huì)導(dǎo)致兩種效應(yīng)：（1）鋼筋橫截面面積減少。它對(duì)混凝土構(gòu)件承載力的影響很容易被考慮。原則上，可以運(yùn)用與未受損的混凝土構(gòu)件相同的模型來解決，只需要將鋼筋的面積減少即可。 （2）鋼筋受腐蝕后體積比原有體積增大，這就導(dǎo)致混凝土受到了向外的劈裂壓力。這種壓力可能會(huì)導(dǎo)致混凝土表面開裂。后一效應(yīng)在許多方面影響著整個(gè)結(jié)構(gòu)。對(duì)于結(jié)構(gòu)的受壓側(cè)，混凝土表面的開裂會(huì)導(dǎo)致其受壓內(nèi)力臂的減

6、少，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的受彎承載力。此外，鋼筋和混凝土之間的相互作用也受到了影響。這種相互作輸入值。因而腐蝕可以被模擬為因時(shí)間而變的效應(yīng)。各變量的物理意義在圖示 1 中已指出。自由增加的半徑即當(dāng)法向應(yīng)力為零時(shí)鋼筋增加的半徑可以通過下述公式計(jì)算，即：a=-r+(3) r2 + (𝑣 ? 1) ? (2𝑟x ? x2)其中 指鋼筋腐蝕部分與未腐蝕部分之比，估計(jì)值為 2.0。實(shí)際增加的半徑為 𝑣，相應(yīng)

7、的鋼筋腐蝕應(yīng)變?yōu)?(4) εcoruncor ? a𝑥 + 𝑎圖示 圖示 1：腐蝕模型中各變量的物理意義 ：腐蝕模型中各變量的物理意義通過鋼筋腐蝕應(yīng)變，腐蝕層中的法向應(yīng)力力可以確定。為了研究腐蝕部分的力學(xué)性能，圖示 2 中給出了結(jié)合有限元分析后的文獻(xiàn)中記錄的裂紋測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。許多研究人員就不同試件對(duì)致使混凝土保護(hù)層開裂的腐蝕深度進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)這些試件進(jìn)行了有限元模擬以及混凝土非線性斷裂力學(xué)分析。其中，試

8、件的鋼筋部分被抽空，僅對(duì)混凝土部分進(jìn)行模擬測(cè)試。對(duì)這些中空部分，研究人員施加了一定的法向應(yīng)變，進(jìn)而形成了試件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。對(duì)于中空部分，每一次的分析都運(yùn)用了的所得的應(yīng)力、應(yīng)變。最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)得的混凝土腐蝕深度，所得的結(jié)果可見于試件的應(yīng)力-應(yīng)變圖上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。為了評(píng)估所得的腐蝕應(yīng)變，需要確定當(dāng)混凝土保護(hù)層破裂時(shí)腐蝕層的位移。考慮到由法向壓力導(dǎo)致的鋼筋和混凝土的壓縮，腐蝕層的位移需由導(dǎo)致混凝土保護(hù)層破壞的孔洞位移 確定。由作用鋼筋上的法