荷载与锈蚀共同作用对钢筋混凝土梁性能影响的研究

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近些年通过对实际工程的调查表明,大量建筑物因混凝土结构耐久性因素而损坏的情况越来越多,而钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构或构件耐久性最重要的因素。因此对锈蚀钢筋混凝土构件性能的研究成为当今国内外土木工程界的热点。本文在已有的研究成果基础上,主要进行了以下研究工作:
  1.在综合考虑锈蚀钢筋的截面损伤,锈蚀钢筋力学性能的改变,以及因钢筋与混凝土粘结性能的退化造成的钢筋与混凝土协同工作系数的变化三方面因素,并在现行规范的基础上,通过理论推导得出锈蚀后钢筋混凝土梁的抗弯承载力及抗弯刚度的计算公式。
  2.对6根梁(3个锈蚀率,2种钢筋直径)进行边受荷载边进行电化学加速锈蚀试验,并在加速锈蚀过程中追踪测量梁的跨中挠度,试验结果表明,锈蚀使梁的抗弯刚度减小,尤其是顺筋裂缝出现后抗弯刚度下降速度加快。钢筋直径越大,梁抗弯刚度降低更明显。
  3.对锈蚀后的梁进行抗弯承载力试验,得到极限荷载,以及各级荷载下的梁的跨中挠度,以验证锈蚀梁抗弯承载力和抗弯刚度计算公式的符合度,试验结果表明吻合度较好。
  4.通过对锈蚀后梁的抗弯承载力试验数据分析可知,顺筋裂缝出现后,随锈蚀率增大,梁的承载力和刚度迅速降低;对比了不同锈蚀率下的延性比,结果表明,延性比随锈蚀率增加而降低,梁安全储备降低,脆性破坏越来越明显;同时对比两种配有不同直径钢筋的混凝土梁的承载力及刚度退化速度,来比较不同直径的钢筋锈蚀后对梁的的承载力和刚度退化的敏感性,结果表明,梁中钢筋直径越大,钢筋锈蚀对梁性能的影响越大。
  5.对不同锈蚀率的梁的横向裂缝的间距和宽度进行了分析,结果表明,配有同种钢筋直径的梁,锈蚀率越大,梁破坏时,横向裂缝间距和裂缝宽度越大;具有相同锈蚀率的梁,钢筋直径越大,横向裂缝间距和裂缝宽度越大。
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