反复荷载下锈蚀钢筋混凝土压弯构件刚度退化的试验研究

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发布时间：2021-09-11

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反复荷载下锈蚀钢筋混凝土压弯构件刚度退化的
试验研究
蒋连接’，袁迎曙
(1．宿迁学院建筑工程系，江苏宿迁223800；2．中国矿业大学力学与建筑工程学院，汀苏徐州221008)
摘要：根据锈蚀钢筋混凝土压弯构件的反复加载试验结果，分析了反复荷载下钢筋锈蚀对锈蚀构件刚度退化的影响规律。研究表明
较小的钢筋锈蚀率对试件刚度退化影响不大，当钢筋锈蚀率增大到3％左右时锈蚀试件的刚度退化速度开始加快。
关键词：钢筋锈蚀；反复荷载；刚度；退化
中图分类号： TU528 01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(201 1)05—0003—04
Experimental study on stifness deterioration of corroded reinforced concrete column for axial load
and m oment under cyclic loading
JIANGLian-jie ，YUANYing-shu
(1 DepartmentofArchitecturalEngineering，SuqianCollege，Suqian 223800，China；
2．School ofMechanics and Civil Engineering，China University ofMining and Technology，Xuzhou 221008，China)
Abstract： Through the cyclic test ofreinforced concrete column for axial load and moment under diferent axial compression ratio，the efect of
steel corrosion rate on stiffness deterioration is analysed．The results show that as corrosion rate is low，it is oflittle influence on stifness deteriora—
tion However．stifn ess deterioration began to accelerate when corosion rate increases to 3％．
Key w ords： steel corosion；cyclic loading；stiffness；deterioration
0 引言
大量的]一程调查表明，由于设计、施T和使用方面的原因，
处于侵蚀环境的钢筋混凝土结构中的钢筋均有不同程度的锈
蚀。随着锈蚀的加剧，钢筋混凝土压弯构件的力学性能必然受
到一定的损伤，降低结构的安全性和使用功能。目前国内外学
者对锈蚀钢筋混凝土压弯构件的承载力方面进行r大量的研
究tim]，而针对衡量压弯构件变形性能的重要指标——抗弯刚度
的研究则很少，卫军I 5l进行了静力荷载下锈蚀钢筋混凝土压弯
构件刚度退化的研究，建立了抗弯刚度计算模型。但地震区结
构在使用过程中还会遭遇反复荷载的作用，因此对反复荷载作
用下锈蚀钢筋混凝土压弯构件的抗弯刚度研究具有重要意义，
而关于此方面的研究几乎没有，文献[6—8]进行了相关研究，即
便如此，在以上的研究中，钢筋均采用通电法加速锈蚀，而通电
条件下的钢筋锈蚀在锈蚀机理和锈蚀特征上都和实际自然环
境中劣化混凝土结构中的钢筋锈蚀均有一定差距，而人气候
加速钢筋锈蚀能更好地贴近实际环境_9_。因此，本文拟采用人
T气候环境加速混凝土内钢筋锈蚀，通过对6根锈蚀钢筋混凝
土压弯构件进行反复加载试验，将其试验结果与未锈试件做比
较，研究反复加载下钢筋锈蚀率对锈蚀试件刚度退化的影响规
律，以便为地震区锈蚀钢筋混凝土压弯构件的变形性能分析提
供基础
1 试验研究
1．1 试件设计
本试验取上下两层柱中点(反弯点)部分作为试件，试件中部
留有端头模拟柱端框架梁，用于施加反复荷载。试件截面尺寸
为bxh=200 mmx200 mm，端头截面尺寸为bxh=200 mmx200 mm，
试件高度为1 500 mm。混凝土强度等级按C25设计，混凝土保
护层取20 mm，平卧浇筑。纵筋采用直径14 mill的HRB335级
热轧带肋钢筋，对称布置。试件形状及截面配筋详见图1。
1．2 试件分组
本试验主要考虑下列因素：钢筋锈蚀率、轴压比。设计锈胀裂
缝宽度取w=0、0．1、0．2、O．3 m／／1，用于表征不同的钢筋锈蚀率，
钢筋锈蚀率为试件内每根主筋失重率的平均值，设计轴压比取
n=0．3、0．5。试件具体分组见表1。
1．3 试件加速锈蚀
本试验采用内掺氯盐法加速钢筋锈蚀，即在浇筑混凝土试
件时通过水溶加入水泥质量5％的NaC1，然后将试件放人人工
气候实验室进行加速锈蚀，设定气候室内温度和湿度，按照锈
蚀程度控制试验时间。
1．4 试验加载装置及量测内容
试验加载装置见图2。