發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 17:31

　　 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題已引起世界各國(guó)的重視,有大量工程實(shí)例表明,鋼筋的銹蝕是導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)劣化進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)破壞失效的主因之一。目前,外貼FRP加固技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于這些劣化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),該領(lǐng)域也一直是土木界的研究熱點(diǎn),但國(guó)內(nèi)外科學(xué)家在鋼筋銹蝕對(duì)加固混凝土構(gòu)件FRP粘結(jié)性能影響方面的研究成果較為缺乏。許多試驗(yàn)研究表明,FRP加固混凝土構(gòu)件的效果主要取決于FRP與混凝土之間粘結(jié)界面的應(yīng)力是否有效傳遞,而鋼筋的銹脹作用勢(shì)必會(huì)影響加固時(shí)FRP片材與開裂混凝土界面的粘結(jié)性能。為此,本文設(shè)計(jì)并制作了7組共76個(gè)外貼FRP混凝土試件,然后采用單剪試驗(yàn)方法,探究在不同鋼筋直徑和不同銹蝕率下,銹蝕劣化混凝土對(duì)FRP粘結(jié)應(yīng)力傳遞體系的影響規(guī)律,并用DIC系統(tǒng)采集FRP的應(yīng)變數(shù)據(jù)。研究成果主要體現(xiàn)在如下四個(gè)方面:(1)通過(guò)對(duì)所有試驗(yàn)組的試件進(jìn)行通電加速銹蝕,得到不同銹蝕率和不同鋼筋直徑試件保護(hù)層的銹脹開裂過(guò)程和特征,并得出銹脹裂縫寬度與鋼筋銹蝕率的關(guān)系;(2)通過(guò)單剪試驗(yàn)觀察并記錄在加載過(guò)程中的現(xiàn)象以及界面的剝離破壞模式。在此基礎(chǔ)上,對(duì)FRP-劣化混凝土界面粘結(jié)性能的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得到不同銹蝕程度對(duì)粘結(jié)界面的極限剝離承載力的影響。最后得出試件粘結(jié)界面的荷載滑移關(guān)系以及FRP的應(yīng)力應(yīng)變分布,并進(jìn)行對(duì)比分析;(3)通過(guò)分形理論的投影覆蓋法,分析混凝土保護(hù)層剝離面與銹脹開裂面的分型特征和區(qū)別。再用像素點(diǎn)法,對(duì)不同銹蝕程度下混凝土銹脹裂縫進(jìn)行分形表征,通過(guò)數(shù)值計(jì)算建立不同銹蝕程度與分形維數(shù)的關(guān)系,并提出一種快速估測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕程度的新方法;(4)嘗試建立銹脹劣化混凝土界面性能損傷的粘貼FRP判定準(zhǔn)則,即基于目前三種典型的粘結(jié)承載力模型和本文的粘結(jié)承載力試驗(yàn)值,給出混凝土保護(hù)層剝離破壞與FRP粘結(jié)界面剝離破壞的臨界銹蝕率公式,最終建立考慮銹脹作用下FRP極限粘結(jié)強(qiáng)度的計(jì)算模型,為后續(xù)銹蝕鋼筋混凝土梁的FRP抗剪加固性能和加固方式的研究提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU375
【部分圖文】：

性能退化的問(wèn)題。例如在濱海地區(qū)、海上以及含鹽量較高的內(nèi)陸湖邊的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，會(huì)因其內(nèi)部鋼筋受到氯離子侵蝕作用而面臨著承載力下降甚至是失效破壞的局面。如圖1.1所示，鋼筋的銹脹作用會(huì)導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂或脫落，并且進(jìn)一步加快鋼筋銹蝕，從而嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。(a) 混凝土保護(hù)層銹脹脫落 (b) 混凝土保護(hù)層銹脹開裂 (c) 橋墩保護(hù)層銹脹脫落圖1.1 鋼筋銹蝕引起的劣化問(wèn)題自上個(gè)世紀(jì)60年代，科學(xué)家們開始發(fā)現(xiàn)，鋼筋的銹蝕作用對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的耐久性退化問(wèn)題不僅對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全構(gòu)成威脅，還對(duì)世界各國(guó)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，根據(jù)Knudsen[1]和Koch[2]等人的研究統(tǒng)計(jì)，在1998年就有大量的商業(yè)建筑、民用住宅、橋梁等建筑開始出現(xiàn)劣化，尤其是那些服役超過(guò)30年的結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)每年因銹蝕劣化的維修費(fèi)用僅在西歐就高達(dá)50億美元；在2002年期間

6圖 1.3 構(gòu)件性能因鋼筋銹蝕的劣化發(fā)展示意圖[29]（2）加速銹蝕方法研究現(xiàn)狀由于混凝土中的鋼筋在自然條件下的銹蝕周期會(huì)比較長(zhǎng)，所以國(guó)內(nèi)外研蝕的學(xué)者們通常采用外加電流加速銹蝕的方法。而目前，外加電流加速法主要有以下 4 種：預(yù)設(shè)電極通電加速銹蝕法，貼面外加電流銹蝕法，電銹蝕法和全浸泡通電銹蝕法[30]。鋼筋通電加速銹蝕是一個(gè)電解過(guò)程，電源正極連接待銹鋼筋，使其作為電解池的陽(yáng)極，而電源負(fù)極則連接銅導(dǎo)電材料作為電解池的陰極。電源通電后，鋼筋將失去電子發(fā)生氧化片則會(huì)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)[31]。

混凝土混凝土鋼筋
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王曉剛;杜相波;;基于鋼筋銹損截面面積的銹脹裂縫寬度計(jì)算模型[J];建筑結(jié)構(gòu);2013年12期

2 王雪松;金賢玉;田野;李蓓;金南國(guó);;開裂混凝土中鋼筋加速銹蝕方法適用性[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年04期

3 朱賢博;翁星星;;水泥砂漿斷面形貌像素點(diǎn)法與投影法分形的計(jì)算對(duì)比研究[J];中國(guó)粉體技術(shù);2012年05期

4 崔松茂;王飛;;混凝土保護(hù)層銹脹裂縫擴(kuò)展的試驗(yàn)研究[J];山西建筑;2009年24期

5 王顯利;鄭建軍;;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開裂及裂縫擴(kuò)展試驗(yàn)研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

6 曾嚴(yán)紅;顧祥林;張偉平;黃慶華;;混凝土中鋼筋加速銹蝕方法探討[J];結(jié)構(gòu)工程師;2009年01期

7 張亞衡,周宏偉,謝和平;粗糙表面分形維數(shù)估算的改進(jìn)立方體覆蓋法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年17期

8 趙羽習(xí),金偉良;鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土構(gòu)件保護(hù)層脹裂的全過(guò)程分析[J];水利學(xué)報(bào);2005年08期

9 趙羽習(xí),金偉良;混凝土構(gòu)件銹蝕脹裂時(shí)的鋼筋銹蝕率[J];水利學(xué)報(bào);2004年11期

10 戴靠山,袁迎曙,楊廣;人工氣候加速銹蝕后鋼筋混凝土粘結(jié)性能試驗(yàn)研究[J];混凝土;2004年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳月順;鋼筋混凝土銹脹裂縫的演化過(guò)程研究[D];華中科技大學(xué);2006年

2 陸新征;FRP-混凝土界面行為研究[D];清華大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 黃澤峰;不同剪切破壞模式下考慮箍筋銹蝕的CFRP加固梁的抗剪性能研究[D];深圳大學(xué);2017年

2 童晶;基于DIC技術(shù)鋼筋混凝土銹脹開裂全過(guò)程分析[D];浙江大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2885014