【摘 要】
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结构在设计使用期内,由于荷载作用、环境腐蚀、自然灾害等各种因素的影响,钢筋会发生不同程度的锈蚀,而钢筋对结构在强度、耐久性、阻止裂纹扩展等方面起着重要的作用,钢筋锈蚀会
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结构在设计使用期内,由于荷载作用、环境腐蚀、自然灾害等各种因素的影响,钢筋会发生不同程度的锈蚀,而钢筋对结构在强度、耐久性、阻止裂纹扩展等方面起着重要的作用,钢筋锈蚀会导致混凝土内部产生顺筋裂缝,大大降低结构的承载力和使用寿命。如果能在锈蚀早期就进行诊断、加固,就能大量节约后期维修成本,对延长混凝土结构的使用寿命,保证结构的使用安全具有重要意义。本文在综述了国内外有关混凝土结构中钢筋锈蚀监测的研究现状之后,提出引入先进的PPP-BOTDA光纤传感技术对钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀进行监测。本文围绕这一主题展开了一系列的研究工作,具体如下:
(1)简单介绍了钢筋锈蚀对混凝土构件产生的危害及巨大的经济损失,强调了监测混凝土内钢筋锈蚀的重要性和紧迫性,分析总结了现有的钢筋锈蚀监测方法,并指出了其存在的主要问题。
(2)介绍了光纤的基本知识以及几种常用的分布式光纤传感技术的传感原理,通过分析比较选择了PPP-BOTDA分布式光纤传感器。着重分析了PPP-BOTDA的测量原理和影响其精度的主要因素等。
(3)钢筋锈蚀会引起钢筋及其周围混凝土的应力-应变发生变化。基于这一事实,提出了通过监测钢筋及其混凝土应力应变的变化来监测钢筋锈蚀的方法,并给出了钢筋锈蚀识别的原理,为试验奠定了理论基础。
(4)对局部锈蚀的钢筋混凝土构件进行了试验研究,应用PPP-BOTDA光纤传感器检测钢筋锈蚀的位置及程度,验证了用PPP-BOTDA监测钢筋锈蚀的可行性和有效性。
(5)总结分析了现有锈蚀钢筋混凝土梁承载力的计算方法,提出了钢筋局部锈蚀混凝土梁的承载力计算公式,使这一研究成果能够更好的服务于工程实际。
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