混凝土强度等级不同的锈蚀钢筋混凝土梁动力特性研究

摘要

在实际工程中，结构除承受静力荷载作用外，很多情况下还承受疲劳荷载作用。在不锈蚀的情况下，疲劳荷载会使构件产生累积的结构损伤而产生疲劳破坏，当钢筋混凝上构件中钢筋受到锈蚀时，结构的疲劳性能会有所降低，从而降低构件的可靠性。目前关于锈蚀钢筋混凝土构件的研究大多数集中在锈蚀钢筋混凝土构件在静荷载作用下的力学性能研究，而对于其动力特性的试验还十分少，且其中大多数仍停留在理论分析及统计分析的层面上，因此，有必要进行更深层次的试验研究。
　　 本试验通过对C20、C25、C30、C35这4个混凝土强度等级的中度锈蚀的钢筋混凝土梁和未锈蚀梁进行5万次的低频疲劳加载，以期得到混凝土强度等级不同的锈蚀粱、木锈蚀粱的动力特性，并且对比分析混凝土强度等级不同的钢筋混凝土锈蚀梁、未锈蚀梁在疲劳荷载作用下的混凝土应变、受拉钢筋应变、跨中挠度、裂缝发展的变化规律。试验梁经过疲劳加载以后再对其进行承载力试验，以期得到混凝土强度等级相同的钢筋混凝土锈蚀粱、木锈蚀粱在经过疲劳加载之后的承载力变化情况。
　　 试验得到了以下结论：1、随着疲劳次数的增加，锈蚀梁、未锈蚀梁跨中的挠度在逐渐的增加，疲劳次数在l万次以内时，挠度增加速度比较快，疲劳次数在l万次以上时，挠度增加速度比较慢，和刚开始疲劳相比，经过5万次疲劳加载的锈蚀梁、未锈蚀梁跨中的挠度增加了6％～9％。2、在相同的疲劳次数下，混凝土强度等级相同的锈蚀粱的应变、挠度比木锈蚀粱的大。3、和混凝土强度等级相同的未经过疲劳加载的试验梁相比，经过疲劳加载的锈蚀梁的承载力有所降低；经过疲劳加载的未锈蚀梁的承载力提高了8％～l2％。
　　 以上研究结果表明，混凝土强度等级相同的锈蚀钢筋混凝土梁和未锈蚀钢筋混凝土梁相比，其动力性能降低了；经过疲劳加载的锈蚀钢筋混凝土梁的承载力降低了。希望本试验的结论能为钢筋混凝土结构的耐久性研究和评估提供参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的研究内容

第2章 钢筋混凝土锈蚀及疲劳破坏机理

2.1 混凝土中钢筋锈蚀及其作用机理

2.1.1 钢筋锈蚀机理

2.1.2 钢筋锈蚀的主要影响因素

2.2 “通电法”锈蚀机理

2.2.1 “通电法”的锈蚀

2.2.2 法拉第定律确定钢筋锈蚀率

2.3 疲劳破坏机理

2.3.1 疲劳相关理论

2.3.2 疲劳断裂机理

2.3.3 影响疲劳破坏的因素

第3章 试验方案

3.1 试验梁编号及试验流程

3.2 试验梁的设计

3.2.1 试验梁的截面设计

3.3 试验梁的制作

3.3.1 试验材料的物理性能

3.3.2 试验梁浇筑前的措施

3.3.3 试验梁的浇筑

第4章 试验装置及加固

4．1 试验仪器

4.1.1 MTS加载系统

4.1.2 DH3816型静态应变仪

4.1.3 DH5920动态信号测试分析系统

4.1.4 其他试验仪器

4.2 动载试验反力架的加固

4.2.1 反力架横梁的加固

4.2.2 反力架立柱的加固

第5章 梁的试验

5．1 通电加速锈蚀混凝土梁

5.1.1 试验梁锈蚀方案

5.2 试验梁加载

5.2.1 试验梁加载方式

5.2.2 试验梁疲劳加载方案

5.2.3 试验梁疲劳加载过程

5.2.4 试验梁承载力试验方案

5.3 试验数据的采集

第6章 试验结果分析

6.1 梁的裂缝开展情况及分析

6.1.1 梁的锈蚀裂缝

6.1.2 梁在疲劳荷载下的裂缝

6.1.3 梁在静荷载作用下的裂缝

6.2 试验梁跨中的挠度

6.2.1 疲劳荷载作用下试验梁跨中疲劳次数—挠度分析

6.2.2 静荷载作用下试验梁跨中荷载挠度分析

6.3 试验梁的应变及分析

6.3.1 疲劳应变

6.4 试验梁的承载力及分析

6.4.1 混凝土强度等级不同的未疲劳加载的试验梁的承载力

6.4.2 混凝土强度等级不同的未锈蚀梁疲劳加载后的承载力

6.4.3 混凝土强度等级不同的锈蚀梁疲劳加载后的承载力

6.4.4 混凝土强度等级相同的疲劳梁和未疲劳梁承载力

6.4.5 混凝土强度等级相同的锈蚀梁和未锈蚀梁承载力

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.1.1 疲劳裂缝的结论

7.1.2 疲劳荷载作用下试验粱跨中挠度的结论

7.1.3 试验粱承载力的结论

7.1.4 试验梁在疲劳荷载作用下混凝土应变的结论

7.2 试验的不足和展望

7.2.1 试验的不足

7.2.2 展望

致谢

参考文献

个人简历