鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前建筑領(lǐng)域應用最多的結(jié)構(gòu)形式,具有易取材、整體性及耐火性好等優(yōu)點。近年來,在不同環(huán)境下服役的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕現(xiàn)象越來越普遍,比如海洋和近海及港區(qū)環(huán)境、潮濕環(huán)境及其他工業(yè)污染環(huán)境中的結(jié)構(gòu)等�；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性問題日益凸顯,其引起結(jié)構(gòu)的性能退化也逐漸成為土木工程研究的熱點。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言,可靠的粘結(jié)是保證鋼筋和混凝土兩種材料協(xié)同工作的基礎(chǔ)。而鋼筋的銹蝕是引起粘結(jié)性能退化的原因之一,其主要降低鋼筋-混凝土的粘結(jié)強度,從而危害結(jié)構(gòu)的安全性。因此,如何評估在單調(diào)和反復荷載下銹蝕對于鋼筋-混凝土粘結(jié)強度的影響尤為重要�，F(xiàn)階段對銹蝕鋼筋-混凝土粘結(jié)強度的研究已積累一定成果,但尚存不足。理論研究方面,對單調(diào)荷載下極限粘結(jié)強度的預測模型多基于試驗數(shù)據(jù)回歸得到,其適用性和預測精度依賴于回歸分析采納的數(shù)據(jù)庫;試驗研究方面,對反復荷載下極限粘結(jié)強度的研究多基于拉拔試驗,這種試件在試驗過程中的受力情況與真實混凝土構(gòu)件不同,因此試驗結(jié)果的適用性存在一定問題�；诖�,本文主要開展研究工作和結(jié)論如下:(一)基于彈塑性厚壁筒理論,提出了用于預測變形鋼筋-混凝土粘結(jié)破壞形態(tài)和粘結(jié)強度理論的分析模型。模型主要考慮廣義約束,即混凝土保護層和箍筋,對變形鋼筋粘結(jié)劈裂裂縫擴展的影響。當給定材料參數(shù)(混凝土、鋼筋強度)和幾何參數(shù)(混凝土保護層、鋼筋和箍筋直徑),便可對變形鋼筋-混凝土的破壞形態(tài)和粘結(jié)強度做出預測。經(jīng)過與大量試驗數(shù)據(jù)對比驗證,本模型獨立于既有實驗數(shù)據(jù),預測精度良好,同時應用范圍更加廣泛。(二)對本文的變形鋼筋-混凝土極限粘結(jié)強度理論預測模型進行深入研究,考慮銹蝕對于粘結(jié)強度的影響機理,提出了一個理論分析模型用來計算銹蝕鋼筋-混凝土的極限粘結(jié)強度。模型可考慮多種參數(shù),包括混凝土強度、鋼筋直徑、混凝土保護層厚度、箍筋直徑和箍筋間距等的影響。通過與既有的試驗數(shù)據(jù)進行對比,本模型在預測有箍筋和無箍筋兩種情況下的銹蝕鋼筋-混凝土極限粘結(jié)強度均具有較好的精度。同時,進行了參數(shù)分析,研究了關(guān)鍵參數(shù)對于銹蝕鋼筋-混凝土粘結(jié)強度的影響規(guī)律。(三)開發(fā)了一種試驗裝置,用以實現(xiàn)反復荷載下梁式構(gòu)件的粘結(jié)性能測試,采用該裝置,可以模擬真實的構(gòu)件中鋼筋和混凝土兩種材料的受力特征。根據(jù)試驗結(jié)果研究了反復荷載、銹蝕程度和鋼筋直徑等對于破壞形態(tài)、粘結(jié)強度等的影響。結(jié)果表明,隨著銹蝕率的提高,極限粘結(jié)強度先上升后下降,存在臨界銹蝕率。在給定銹蝕率下,每一循環(huán)內(nèi)的粘結(jié)強度隨著循環(huán)次數(shù)的增加而降低。同時,銹蝕率越大,恒定幅值的多次循環(huán)下粘結(jié)強度的退化更明顯。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU375
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
        1.1.1 鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能
        1.1.2 銹蝕對鋼筋-混凝土粘結(jié)性能的影響
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 單調(diào)荷載下銹蝕鋼筋與混凝土粘結(jié)性能
        1.2.2 反復荷載下銹蝕鋼筋與混凝土粘結(jié)性能
    1.3 存在的問題和難點
    1.4 本文的研究思路及主要內(nèi)容
2 鋼筋與混凝土極限粘結(jié)強度理論模型推導
    2.1 引言
    2.2 提出鋼筋與混凝土極限粘結(jié)強度理論模型
        2.2.1 鋼筋混凝土中約束作用對粘結(jié)破壞形態(tài)和粘結(jié)強度的影響
        2.2.2 拔出破壞的粘結(jié)強度計算
        2.2.3 劈裂破壞的粘結(jié)強度計算
        2.2.4 考慮箍筋影響下的約束粘結(jié)模型
    2.3 理論模型驗證
        2.3.1 與試驗數(shù)據(jù)對比
        2.3.2 與已知理論模型對比
    2.4 本章總結(jié)
3 銹蝕鋼筋與混凝土極限粘結(jié)強度理論模型推導
    3.1 引言
    3.2 提出銹蝕鋼筋與混凝土極限粘結(jié)強度理論模型
        3.2.1 銹蝕鋼筋對混凝土產(chǎn)生的銹脹作用
        3.2.2 不同銹蝕率對鋼筋銹脹力的影響
        3.2.3 箍筋約束作用對銹蝕鋼筋混凝土的作用
    3.3 理論模型驗證
    3.4 理論模型參數(shù)分析
    3.5 本章總結(jié)
4 反復荷載下銹蝕鋼筋混凝土梁式構(gòu)件粘結(jié)性能的試驗研究
    4.1 引言
    4.2 試驗概況
        4.2.1 材料力學性能
        4.2.2 試驗方案
        4.2.3 試件的通電快速銹蝕試驗
    4.3 試驗裝置設計
    4.4 試驗現(xiàn)象
        4.4.1 加載過程中的現(xiàn)象
        4.4.2 試驗構(gòu)件破壞形態(tài)
    4.5 粘結(jié)強度與衰減分析
        4.5.1 不同鋼筋銹蝕率下的粘結(jié)強度分析
        4.5.2 同一試件在不同撓度位移循環(huán)下的粘結(jié)應力衰減分析
    4.6 與既有試驗數(shù)據(jù)對比
    4.7 本章總結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點摘要
    5.3 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻】

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1 王軍強;鋼筋銹蝕產(chǎn)物膨脹在混凝土中產(chǎn)生的應力分析[J];建筑技術(shù)開發(fā);2002年01期

2 傅恒菁;;低周反復荷載作用下月牙鋼筋粘結(jié)性能試驗研究[J];西安建筑科技大學學報(自然科學版);1986年01期

本文編號：2879438