基于失效模式分析的钢筋混凝土梁构件耐久性研究

摘要

目前对于钢筋混凝土耐久性的研究主要集中在混凝土碳化、钢筋锈蚀机理以及构件截面承载力等方面,对于由于耐久性退化导致的钢筋混凝土梁构件失效模式改变的研究尚少有报道。钢筋的锈蚀是导致钢筋混凝土梁承载能力下降的主要因素,不同的箍筋锈蚀率和纵筋锈蚀率可能会导致钢筋混凝土梁的失效模式发生改变,甚至有可能出现脆性的剪切破坏先于延性的弯曲破坏发生,这将导致钢筋混凝土梁在没有预兆的情况下发生破坏,危及人们的生命安全。因此,研究钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土梁失效模式的改变是很有意义的。本文在国家杰出青年科学基金资助项目(50925829)的资助下,主要进行了以下几方面的研究工作:
　　 1)综合目前钢筋锈蚀导致钢筋力学性能退化的模型,选择一种锈蚀钢筋的本构关系应用于本文对锈蚀钢筋混凝土梁抵抗弯矩和抵抗剪力的计算公式中。
　　 2)比较目前锈蚀钢筋混凝土梁抵抗弯矩的计算公式,依据本文实际考虑的问题需要,建议了一种合理的抵抗弯矩计算公式。
　　 3)鉴于目前锈蚀钢筋混凝土梁抗剪能力研究成果的匮乏,提出了一个物理概念明确,公式简单,且结合现行混凝土结构设计规范的抵抗剪力计算公式。
　　 4)综合以上工作,做出了锈蚀钢筋混凝土梁的抵抗弯矩和抵抗剪力图,由图上设计人员可以容易得知所设计的梁构件会否在设计年限内发生失效模式的改变,以确保梁构件的“强剪弱弯”设计理念。