發(fā)布時(shí)間：2020-08-09 06:59

【摘要】：海洋環(huán)境下,海水中的Cl~(-1)侵入到鋼筋表面,導(dǎo)致鋼筋發(fā)生腐蝕。腐蝕之后鋼筋的截面積減小,鋼筋與混凝土之間粘結(jié)作用衰減,并導(dǎo)致膨脹拉應(yīng)力的產(chǎn)生,最終導(dǎo)致混凝土保護(hù)層銹脹開(kāi)裂、剝落。這些材料的和界面的劣化必然導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷以及承載性能衰減。然而,由于腐蝕的隨機(jī)性,僅憑實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量(面積)損失或工程實(shí)踐中混凝土保護(hù)層開(kāi)裂去確定結(jié)構(gòu)的承載性能退化是相當(dāng)困難的。本文試圖從以下三方面解決此問(wèn)題:腐蝕箍筋約束混凝土柱軸心加載試驗(yàn)以及銹蝕鋼筋力學(xué)性能的統(tǒng)計(jì)分析,銹蝕鋼筋混凝土墩柱承載性能試驗(yàn)。首先,制作15個(gè)箍筋約束混凝土短柱試件,采用通電加速方法腐蝕箍筋。腐蝕完成后進(jìn)行軸壓加載試驗(yàn),并記錄了其加載試驗(yàn)中峰值荷載、軸向變形以及環(huán)向變形值。試驗(yàn)結(jié)果表明同等腐蝕水平情況下,混凝土強(qiáng)度等級(jí)高的試件表面裂縫寬度、長(zhǎng)度均較大;試件的峰值荷載、初始剛度、延性系數(shù)及耗能隨腐蝕率的增大而減小。相對(duì)而言,混凝土強(qiáng)度等級(jí)低的試件的峰值荷載以及初始剛度衰減更劇烈。試驗(yàn)還模擬分析了三種影響因素(箍筋面積減小、保護(hù)層混凝土銹脹開(kāi)裂和箍筋與混凝土粘結(jié)性能退化)對(duì)于短柱承載性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明去粘結(jié)力試件以及去保護(hù)層試件的峰值荷載、初始剛度以及耗能水平較對(duì)比試件有所降低,箍筋截面積減小是造成延性系數(shù)以及耗能水平減弱的主要因素。其次,本文從拆除的深圳東部某橋獲取自然腐蝕帶肋鋼筋29根、自然腐蝕光圓鋼筋13根,采用排水法對(duì)腐蝕鋼筋剩余截面積沿鋼筋長(zhǎng)度的變化進(jìn)行了測(cè)試,然后對(duì)腐蝕鋼筋進(jìn)行了拉伸試驗(yàn),將得到的腐蝕鋼筋的力學(xué)性能參數(shù)與其余學(xué)者試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí),對(duì)坑蝕影響鋼筋力學(xué)性能進(jìn)行有限元模擬分析。研究結(jié)果表明腐蝕鋼筋的無(wú)量綱屈服強(qiáng)度、無(wú)量綱極限強(qiáng)度、無(wú)量綱伸長(zhǎng)率與腐蝕水平呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,但無(wú)量綱強(qiáng)屈比幾乎不受腐蝕影響。再者,以深圳東部某橋腐蝕橋墩為原型,澆筑12根橋梁墩柱構(gòu)件模型,采用通電加速方法對(duì)鋼筋進(jìn)行加速腐蝕。橋梁墩柱模型中6根用于軸壓靜力性能研究,6根用于低周反復(fù)加載實(shí)驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明無(wú)論是軸壓加載或低周反復(fù)加載,目標(biāo)腐蝕率20%的構(gòu)件破壞形態(tài)均與其余工況有顯著區(qū)別。就軸壓加載試驗(yàn)構(gòu)件而言,小腐蝕水平情況下,軸壓構(gòu)件的峰值荷載、延性系數(shù)、初始剛度均有輕微的提升;大腐蝕水平情況下,這些指標(biāo)參數(shù)較對(duì)比件有所衰減;但耗能水平始終減小;就低周反復(fù)加載工況而言,隨著試驗(yàn)進(jìn)程的進(jìn)行,其割線(xiàn)剛度逐步減小,耗能逐步增加,且腐蝕構(gòu)件剛度退化速率較對(duì)比構(gòu)件大,但耗能增長(zhǎng)速率較小。腐蝕嚴(yán)重的構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸區(qū)的轉(zhuǎn)移。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U446.1
【圖文】：

濱海環(huán)境腐蝕鋼筋混凝土材料及橋梁墩柱構(gòu)件力學(xué)性能退化的試驗(yàn)研究第 1 章 緒論1 研究背景及意義耐久性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題之一。美國(guó)學(xué)者 De Sitter[1]曾以其著“五倍定律”詮釋了耐久性問(wèn)題所帶來(lái)的間接損害——不同腐蝕狀況下所產(chǎn)生的修用以新建混凝土結(jié)構(gòu)所花費(fèi)用為基數(shù)以 5 的冪次逐級(jí)增加。這個(gè)級(jí)數(shù)的存在恰恰說(shuō)世界范圍內(nèi)每年投入維護(hù)、維修混凝土結(jié)構(gòu)的費(fèi)用之大，同時(shí)從側(cè)面反映了當(dāng)前形混凝土耐久性問(wèn)題形勢(shì)之嚴(yán)峻。

蝕鋼筋混凝土材料及橋梁墩柱構(gòu)件力學(xué)性能退化6%，由此可見(jiàn)鋼筋腐蝕帶來(lái)的危害是極為直接危害就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的劣化，尤為突出。如圖 1.1.1 為深圳東部某橋橋墩 1.1.1(a)橋墩腐蝕相對(duì)較輕，但混凝土保護(hù)經(jīng)出現(xiàn)混凝土大面積剝落以及箍筋銹斷的導(dǎo)致了橋墩承載性能的劣化，使得該橋逐，由于鋼筋的腐蝕，橋墩已經(jīng)出現(xiàn)很?chē)?yán)重鋼筋腐蝕對(duì)鋼筋混凝土影響的研究就具有

SNP-2 0SNP-3 0如圖2.2.1所示，本次試驗(yàn)鋼筋混凝土短柱試件截面直徑為200mm，高度為450mm。每個(gè)試件有 4 根構(gòu)造鋼筋，為直徑 8mm 的 HPB300 級(jí)鋼筋；7 根箍筋，為直徑 8mm 的HPB300 級(jí)鋼筋；每?jī)筛拷钪g間距為 60mm 且保護(hù)層厚度為 15mm，上下兩根箍筋距離上下頂面間距均為 45mm。鋼筋籠的位置采用預(yù)制的水泥墊塊固定，如圖 2.2.1、2.2.2和 2.2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2786778