持续荷载与氯离子侵蚀复合作用下RC梁抗弯性能试验及理论研究

摘要

混凝土结构耐久性是工程领域广泛关注的热点问题，氯离子侵蚀下的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一，也是目前混凝土结构耐久性研究的关键内容。同时车辆超载现象在我国桥梁运营中普遍存在，车辆超载对钢筋混凝土桥梁服役期结构性能的影响不可忽视。因此研究荷载与氯离子复合作用对RC梁力学性能的研究显得尤为重要。本文采取试验研究与理论分析相结合的方法，系统研究了持续荷载对钢筋混凝土梁(RC梁)钢筋锈蚀率的影响，在此基础上，建立了考虑持续荷载影响下的锈蚀钢筋混凝土抗弯刚度及承载力计算方法，论文研究内容如下:
　　1)进行无氯离子侵蚀作用梁的抗弯极限承载力试验，并基于规范对挠度的规定确定了钢筋混凝土梁超载状态与正常使用状态之间的界限。在此基础上，采用电化学的方法实现了受拉钢筋的加速锈蚀，并进行了正常使用荷载状态及两级超载作用下钢筋混凝土梁受氯离子侵蚀后的抗弯试验。结果表明，超载对于钢筋的锈蚀，挠度的增长有放大作用，对于承载力的减小有着明显的影响。
　　2)分析了不同状态下构件荷载—跨中挠度关系，分析了影响锈蚀梁抗弯刚度的因素，建立了持续荷载作用下钢筋与混凝土间的应变协调关系，并对钢筋锈蚀率进行数据拟合，寻找出持续荷载等级与钢筋锈蚀率间的定量关系，并在此基础上建立了锈蚀后RC梁抗弯刚度的计算公式。
　　3)对钢筋的锈蚀深度进行数据采集，通过对试验数据进行拟合，找出荷载与钢筋截面损失率之间的关系，对锈蚀梁进行抗弯承载力分析，并与试验数据进行对比，对该计算模型进行验证。结果表明本文所建立的公式计算精度较好，可为钢筋混凝土耐久性设计提供参考。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 超载条件下结构力学行为研究

1．2．2 锈蚀后材料性能研究

1．2．3 锈蚀后构件的承载力研究

1．2．4 考虑荷载作用的混凝土结构氯离子侵蚀研究

1．2．5 锈蚀后构件的抗弯刚度研究

1．3 本文的研究思路及主要内容

第二章 超载与腐蚀共同作用下RC梁试验模拟

2．1 引言

2．2 试验方案设计

2．2．1 混凝土的原材料和配合比

2．2．2 试验梁截面及配筋设计

2．2．3 试验梁制作及养护

2．2．4 正常使用状态与超载状态的确定

2．3 超载与腐蚀耦合试验

2．3．1 梁的快速腐蚀

2．3．2 加载装置及试验过程

2．4 梁的静载试验

2．4．1 加载布置及分级控制

2．4．2 测点布置

2．4．3 混凝土应变测点

2．4．4 挠度测点布置

2．5 本章小结

第三章 试验结果分析

3．1 引言

3．2 荷载对钢筋锈蚀的影响

3．2．1 钢筋锈蚀程度的量化

3．2．2 钢筋锈蚀率

3．2．3 锈蚀后钢筋表面特征

3．3 耦合作用对粱挠度的影响

3．4 混凝土应变的变化

3．5 荷载-挠度曲线

3．6 剩余承载力和锈蚀率的关系

3．7 试验梁的破坏

3．8 延性比

3．9 本章小结

第四章 荷载与腐蚀耦合作用下RC梁抗弯刚度研究

4．1 引言

4．2 截面抗弯刚度计算方法

4．2．1 材料力学刚度计算

4．2．2 规范中截面短期刚度计算方法

4．3 锈蚀后钢筋混凝土梁截面刚度分析

4．4 模型验证

4．5 本章小结

第五章 荷载与腐蚀共同作用下抗弯承载力计算

5．1 引言

5．2 锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力计算方法

5．3 锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算

5．3．1 锈蚀构件正截面抗弯承载力计算基本假定

5．3．2 荷载对应变协调关系的影晌

5．3．3 承载力简化计算方法

5．4 模型验证

5．5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录 读研期间所参加的科研工作和发表论文情况