基于內(nèi)聚力模型的銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎剛度研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題是工程領(lǐng)域中最重要問題之一，混凝土與鋼筋間良好粘結(jié)性能是確保兩者協(xié)同工作的重要基礎(chǔ)，而鋼筋銹蝕對二者間粘結(jié)性能有極大影響，已經(jīng)成為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題主要影響因素之一。由于銹蝕界面層復(fù)雜的傳力機理以及眾多的影響因素，因此研究混凝土與銹蝕鋼筋間粘結(jié)性能對梁抗彎剛度的影響，對于準(zhǔn)確評估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)耐久性能有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　首先，本文介紹銹蝕鋼筋混凝土粘結(jié)強度試驗，并對未銹蝕試塊和銹蝕試塊試驗結(jié)果進行分析

2、。結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，給出了考慮鋼筋錨固長度l、混凝土抗拉強度ft、相對保護層厚度c/d以及銹蝕產(chǎn)物厚度t的相互獨立的多參數(shù)銹蝕鋼筋混凝土粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系計算模型，并將此模型與目前接受較廣的經(jīng)驗回歸模型進行比較，結(jié)果表明本文提出的銹蝕鋼筋混凝土粘結(jié)模型與試驗數(shù)據(jù)吻合程度更高、更為合理。
　　其次，基于內(nèi)聚力模型以及銹蝕構(gòu)件粘結(jié)性能研究成果，考慮鋼筋均勻銹蝕，建立了有厚度的雙線性內(nèi)聚力單元。引入粘結(jié)界面層，建立了5種不同銹蝕程度的鋼筋混

3、凝土受彎構(gòu)件三維分離式模型，給出了混凝土應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，粘結(jié)層軸向應(yīng)力、位移分布情況、銹蝕鋼筋混凝土梁承載力-跨中撓度曲線以及橫截面混凝土應(yīng)變及鋼筋應(yīng)變情況，并與試驗結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明，雙線性內(nèi)聚力單元可以有效模擬鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)機制，而根據(jù)銹蝕深度確定的有厚度的粘結(jié)單元能合理描述銹蝕程度對構(gòu)件承載性能的影響。
　　最后，研究了混凝土與銹蝕鋼筋間粘結(jié)性能的退化對鋼筋混凝土梁抗彎剛度的影響機理，并且考慮銹脹裂縫引起

4、的梁橫截面初始缺陷對銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎剛度的作用，對構(gòu)件截面有效高度以及鋼筋應(yīng)變進行修正。采用剛度解析法，提出了綜合考慮有效高度折減系數(shù)γ、鋼筋應(yīng)變不協(xié)調(diào)系數(shù)m以及修正后的裂縫鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)?'的銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎剛度修正計算模型。與現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS200:2007）相比，此模型推算結(jié)果與試驗值和經(jīng)驗值高度吻合，這表明，本文提出的銹蝕鋼筋混凝土梁彎曲剛度修正公式物理概念清晰，剛度退化機制描述全面合理，推