【摘要】：鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)作為建筑物重要承載構(gòu)件,其承載能力直接影響建筑物穩(wěn)定。鋼筋混凝土構(gòu)件在服役過程中,由于受到所處自然環(huán)境和長期循環(huán)荷載的作用,會(huì)逐漸呈現(xiàn)出材料劣化現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為鋼筋銹蝕和鋼筋-砼界面粘結(jié)性能的弱化,這兩種因素的共同作用將直接影響結(jié)構(gòu)的正常使用和承載能力弱化。本文結(jié)合實(shí)際工程檢測數(shù)據(jù)和有限元數(shù)值模擬分析,對內(nèi)河環(huán)境下鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度劣化進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。進(jìn)行的主要工作和取得的成果有以下幾點(diǎn):(1)結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研、理論分析及碼頭工程檢測,研究了內(nèi)河環(huán)境下鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度劣化規(guī)律及影響因素。結(jié)果表明:內(nèi)河環(huán)境下鋼筋混凝土劣化主要表現(xiàn)在混凝土開裂與碳化,箍筋外露銹蝕,主筋銹蝕周圍常見混凝土銹脹開裂;影響內(nèi)河環(huán)境下構(gòu)件劣化的主要因素為混凝土碳化導(dǎo)致的鋼筋銹蝕以及循環(huán)荷載引起的鋼筋-砼界面強(qiáng)度退化,海洋環(huán)境中的Cl-侵蝕導(dǎo)致的鋼筋腐蝕作用微弱;混凝土的保護(hù)層厚度和碳化深度,是決定鋼筋銹蝕程度最主要因素。(2)考慮銹脹開裂前后鋼筋銹蝕速率的差異性,建立了適用于內(nèi)河環(huán)境的鋼筋銹蝕量預(yù)測數(shù)學(xué)模型。引入極限粘結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù),描述了銹蝕導(dǎo)致的鋼筋-砼界面粘結(jié)強(qiáng)度退化與銹蝕率的關(guān)系,建立了銹蝕率與粘結(jié)性能參數(shù)的關(guān)系;分別考慮銹蝕及循環(huán)荷載引起的粘結(jié)強(qiáng)度弱化,建立了界面間粘結(jié)力與銹蝕率、循環(huán)荷載次數(shù)、滑移量的函數(shù)關(guān)系,得到了循環(huán)荷載作用下銹蝕鋼筋混凝土界面粘結(jié)滑移模型。(3)基于銹蝕率與鋼筋-混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度退化模型,開展了銹蝕鋼筋混凝土樁的數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:隨著銹蝕率的增大,鋼筋與混凝土應(yīng)變值相差變大,鋼筋和混凝土協(xié)同工作能力降低;鋼筋-混凝土界面滑移曲線在混凝土開裂前呈平滑狀態(tài),開裂后出現(xiàn)波動(dòng),波動(dòng)幅度與最大滑移值隨銹蝕率增大而增大;鋼筋銹蝕率低于2.5%時(shí),樁基的承載能力略微增大,增幅為1%,銹蝕率增大,樁基承載能力呈近似線性降低,在銹蝕率達(dá)到最大13.1%時(shí)承載能力下降6%。(4)基于循環(huán)荷載作用下銹蝕鋼筋-混凝土界面粘結(jié)滑移模型,開展了鋼筋混凝土樁的數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:循環(huán)荷載與銹蝕共同作用時(shí),循環(huán)荷載次數(shù)增加,鋼筋與砼之間的相對滑移呈微小增大、迅速增大、趨于平穩(wěn)的三階段發(fā)展趨勢;相對于僅考慮銹蝕引起的構(gòu)件承載能力退化,循環(huán)荷載和銹蝕共同作用時(shí)影響更為明顯,且承載力隨著循環(huán)荷載次數(shù)的增加下降更快,最大達(dá)到18%;同一循環(huán)荷載次數(shù)不同銹蝕率的條件下,樁基的承載能力變化不大,差值僅在2%~3%左右,表明銹蝕導(dǎo)致的承載力弱化遠(yuǎn)小于循環(huán)荷載對承載能力的弱化。
【圖文】：

（e）圖 2-1 裂縫分布地調(diào)研鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫形態(tài)。圖（a）其寬度達(dá)到 5mm，長度超過 500mm，破壞，圖（d）和圖（e）為樁基上出現(xiàn)的裂縫，落的現(xiàn)象，，此外，通過本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多出現(xiàn)細(xì)微裂縫，其長度和寬度各有不同。象

碳化深度與二氧化碳濃度的關(guān)系
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2605702