锈蚀钢筋混凝土简支梁正截面受弯承载力计算及有限元分析

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锈蚀钢筋混凝土梁的承载力计算是评估钢筋混凝土结构耐久性的关键。在许多工程中,钢筋混凝土结构不仅需要承受静荷载作用,还需要承受重复荷载作用,而钢筋的锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性最关键的原因。钢筋因锈蚀会导致钢筋与混凝土粘结力降低、力学性能退化等后果,严重情况下会改变混凝土构件的破坏形态,降低构件承载能力,影响结构的正常使用和安全。因此,准确把握锈蚀钢筋混凝土结构的承载力对于耐久性评估和鉴定加固具有很强的工程应用价值。本文首先概括分析了锈蚀钢筋的力学性能以及锈蚀后钢筋混凝土的粘结滑移性能,根据已有的试验结果,提出了锈蚀后钢筋混凝土梁在集中荷载的作用下的受弯承载力的计算公式。计算结果表明正截面抗弯承载力的理论计算结果与试验结果吻合较好,说明本文提出的计算公式可靠有效的,可用于此类构件的计算分析。然后,运用有限元分析软件ANSYS建立模型,对因钢筋锈蚀引起的粘结失效的混凝土梁进行静态模拟分析。在建模过程中,利用生死单元法模拟锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结失效,杀死锈蚀钢筋周围的混凝土单元并利用本文提出的计算公式,来模拟试件的正截面受弯承载力,并将模拟计算结果与理论计算结果进行比对,从理论分析上进一步验证了公式的适用性和可靠性。最后,得出了锈蚀钢筋混凝土的挠度变化规律,分析了影响锈蚀钢筋混凝土梁的影响因素。
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