论文部分内容阅读
实际工程中混凝土柱中的钢筋往往发生非对称锈蚀,大偏心受压柱受压区钢筋锈蚀后,不仅纵筋的截面积减小,而且由于箍筋的锈蚀率较高,箍筋锈细甚至锈断后对纵筋和混凝土的约束作用都减弱,同时锈蚀造成的保护层损伤也会降低保护层对受压纵筋的约束能力,这些因素都会导致受压纵筋的长细比增加,使得受压纵筋发生屈曲破坏的可能性增加。因此,有必要研究在压区锈损严重的情况下大偏心受压柱是否会出现新的破坏形式以及受压区锈损对大偏心受压柱抗力性能的影响规律。 针对钢筋混凝土柱加载试验过程中支座安放困难、对中精度低和拆卸安全隐患大的缺点,自主设计制作了整体式混凝土柱脚固定调节装置,采用该装置完成了8根压区锈损大偏心受压柱的受力特性试验,明确了柱受压区锈损程度对大偏压柱破坏形态的影响规律。探讨了锈蚀钢筋混凝土柱的有限元计算方法,采用有限元分析软件ABAQUS实现了对压区锈损大偏心受压柱力学性能退化和破坏特征的有限元分析。并通过试验结合仿真的方法研究了随受压区锈损程度增加,大偏心受压柱在极限承载力、抗弯刚度、开裂荷载、截面应变分布以及裂缝开展等方面的变化规律。结果表明: 1)受压区锈蚀损伤并不会改变大偏心受压柱的破坏形态,其破坏依然由受拉钢筋屈服所控制,受压纵筋的材料强度也能得到充分发挥。 2)受压区锈损对大偏心受压柱的受力裂缝分布形态影响不大,但对大偏压柱的最大裂缝宽度影响较为明显,受压区锈损越严重,荷载作用下大偏压柱的最大裂缝宽度越大。 3)压区锈损大偏心受压柱核心区混凝土应变基本符合平截面假定;受压区锈损使得大偏压柱在同级荷载作用下混凝土应变和钢筋应变均大于正常构件;随受压区锈损程度的增加,破坏时大偏心受压柱的受压区高度越大。 4)影响压区锈损大偏压柱剩余承载力的因素主要有箍筋锈蚀率、纵筋锈蚀率和保护层损伤程度。其中以受压区保护层损伤对大偏压柱承载力的影响最为明显,随着柱受压面纵向锈胀裂缝宽度的增加,大偏心受压柱的极限承载力逐渐降低。受压区纵向锈胀裂缝宽度为0.2mm时,柱的极限承载力降低5.0%;受压区混凝土保护层整体剥落时,柱的承载力降低20.5%。箍筋锈蚀对大偏压柱承载力的影响最不明显,柱中段箍筋全部锈断的大偏压柱,其极限承载力仅降低2.4%。