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箍筋锈蚀配斜筋RC梁抗剪承载力研究

翟飞格

   钢筋锈蚀是钢筋混凝土桥梁最为普遍的病害之一,是导致混凝土结构破坏的首要因素。锈蚀会使钢筋截面面积减小、力学性能退化、保护层开裂以及钢筋与混凝土间粘结性能的退化,严重时还会降低桥梁结构的承载能力。目前,国内外对锈蚀钢筋混凝土构件正截面承载能力进行了研究,而对构件斜截面的抗剪性能研究很少,特别是对于配有斜筋或弯起钢筋箍筋锈蚀梁的研究几乎空白。由于箍筋直径小且最靠近保护层,其锈蚀往往比较严重,对斜截面抗剪影响更大。为了能够较好地评估配有斜筋的RC桥梁的抗剪性能,本文结合国家自然科学基金项目“既有RC桥梁构件抗剪性能退化模型及可靠性研究(50878031)”,基于1根对比梁和6根箍筋锈蚀配斜筋RC梁,对箍筋进行电化学快速腐蚀,完成了全部梁的斜截面抗剪性能试验,主要研究工作如下: (1)探讨了钢筋的锈蚀机理及影响因素,并对钢筋混凝土抗剪分析方法进行了比较全面的总结。 (2)通过对箍筋锈蚀配斜筋RC梁斜截面抗剪性能进行分析和研究。考虑不同锈蚀程度箍筋所引起的力学性能退化,研究了试验梁的裂缝发展和破坏过程、挠度的变化以及钢筋和混凝土的应变分布,得出在相同剪跨比下箍筋锈蚀并不影响梁的破坏形态;随锈蚀率的增大,开裂荷载减小,极限荷载先上升后下降;箍筋的严重锈蚀加大了临界裂缝的宽度,但是箍筋的锈蚀并不影响斜裂缝出初现的时间。 (3)基于修正压力场理论(MCFT)理论,对箍筋锈蚀配斜筋RC梁抗剪承载力进行研究。考虑斜筋存在,建立混凝土内力和裂缝间应力平衡方程式;综合纯剪和纯弯状态下截面分析,得到了弯剪作用下的内力计算公式;对计算流程进行编程,代入箍筋锈后面积和屈服强度进行假设和迭代,计算分析了箍筋锈蚀对RC梁的抗剪承载力。引入混凝土规范和公路预应力桥规中的抗剪计算公式,考虑箍筋锈蚀对混凝土截面损伤和粘结强度及纵筋销栓作用的影响,对修正系数进行线性回归,得到了箍筋锈后抗剪承载力公式,把计算结果与试验数据进行对比。该计算结果与试验结果较好的吻合,说明修正压力场理论对箍筋锈蚀配斜筋RC梁具有适用性。……   
[关键词]:修正压力场理论;抗剪承载力;锈蚀钢筋混凝土梁;斜筋;粘结强度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:长沙理工大学2010年