锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度分析与计算

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发布时间：2021-09-03

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锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度分析与计算*
孙彬牛荻涛王庆霖
(西安建筑科技大学 710055)
[提要]在阐述锈蚀混凝土梁结构性能的基础上,分析了影响锈蚀梁刚度退化的众多因素,结合试验数据,提出了锈蚀梁抗弯刚度的计算方法,建立了由于锈蚀使粘结力下降导致刚度退化的模型,可为混凝土结构耐久
[关键词] 锈蚀钢筋混凝士梁抗弯刚度粘结力退化刚度退化性评估提供科学依据,
On the basis of describing structural properties of the orroded reinforced conerete beam,all factors which influence the deterioration of flexural rigidity of the corroded beam are analyzed.According to the test results,the model of the
deterioration of rigidity cansed by the decrease of bond strength is built and the a method of calculating flexural rigidity
of corroded beam is given. A scientifie basis is offered for the assessment of durability of RC structures.
Keywords:corroded reinforced concrete beam; flexural rigidity: deterioration; bond strength; rigidity
一引言束,此时粘结力大部分丧失,文[12]的研究还认为,在
月前钢筋混凝土构件在服役期间耐久性研究多数锈蚀率不太高的情况下,横向钢筋的存在可以限制和
集中在强度方面,对于锈蚀构件刚度的研究尚少57, 延缓粘结力的退化。
所取得的成果主要集中在定性分析上,少数量化方面 2.锈蚀混凝土梁的工作性能
的工作也仅是给出了一些建议,至今也没有提出合理锈蚀混凝土梁的工作性能与钢筋锈蚀程度有关。
的计算模型和方法。然而,在实际工程中,变形是衡量对于锈蚀量很小且未出现锈胀裂缝的梁,其工作性能
结构构件适用性非常重要的指标,科学计算既有构件与完好梁相同;对于已出现锈胀裂缝的梁,在同级荷载
的变形值则是混凝土结构适用耐久性评估的关键,针作用下,截面应变大于完好梁的应变,当锈蚀量较小
对这一现状,在阐述锈蚀混凝土梁结构性能的基础上, 时,在正常使用荷载范围内,平截面假定基本成立[-9,
分析了影响刚度的各因素,将锈蚀构件与完好构件进一旦出现较高的明显受力裂缝,受拉区钢筋屈服,构件
行比较,找出影响锈蚀构件刚度退化的主要因素,结合将处于破坏状态,与完好梁相比,表现出明显的脆
试验数据,提出锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的计算方性";对于钢筋严重锈蚀,钢筋与混凝土间粘结力几乎
法,建立抗弯刚度随钢筋锈蚀量的退化模型,可为混凝丧失的梁,表现出明显的梁拱受力特征,且随粘结力丧
土结构耐久性评估提供科学依据。失区段的增大,拱作用越明显[3;对于锚固区钢筋严重
二、锈蚀混凝土梁的结构性能锈蚀的梁,可能发生锚固失效破坏。典型的挠度-荷载
钢筋锈蚀对结构造成的影响主要表现在:钢筋的曲线如图1所示。
有效断面减小,力学性能劣化;混凝上保护层锈胀开 80
裂,导致构件的有效断面减小;钢筋与混凝土之间粘结 0
性能退化,影响钢筋与混凝土之间的协同工作。另外, 8
9 、x-0.152mm
锈蚀构件的混凝土均已发生不同程度的碳化和老化, 9 2-0.300mm
研究表明,混凝土碳化后,强度有所提高,但延性降 9
低10;而混凝土老化后,强度和延性均降低;弹性模量 8
的变化规律与强度相同。 10 15 20 →
1.钢筋与混凝土间的粘结力退化规律中变应f(mm)
文[9],[11]的研究结果表明:当钢筋锈蚀量较小, 图1挠度-荷载对比图
保护层未开裂前,粘结力随锈蚀量增加而有所增大;当
保护层锈胀开裂后,粘结力随钢筋锈蚀量的增加而降 *国家自然科学基金(50078074);陕西省教育厅专项基金
低;当锈蚀量达到一定程度后,保护层对钢筋失去约 (00JK241)资助项目