论锈蚀钢筋混凝土

《论锈蚀钢筋混凝土》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、论锈蚀钢筋混凝土1．1立题背景与研究意义混凝土及钢筋混凝土结构以其较强的适应性和低廉的造价而成为目前世界上不可缺少的建筑材料之一。然而由于不良的使用条件、不当的使用方法(公路桥梁路面撒化冰盐)等的影响，因钢筋锈蚀造成钢筋混凝土开裂、承载力降低及结构性能劣化成为混凝土结构中的普遍现象，轻则影响结构的实用性和耐久性，重则导致结构失效。许多与人民生活和工农业生产有关的结构物都是用混凝土或钢筋混凝土建造的，如房屋建筑、公路及铁路桥梁、港口码头及水坝等。钢筋锈蚀引起混凝土结构的过早破坏，已成为世界各国普遍关注的一大灾害，大量的混凝土结构由于钢筋锈蚀，不得不未锈或拆除，甚至发生倒塌，造成巨大的经

2、济灾害。2．1钢筋混凝土裂缝间距分析理论钢筋混凝土构件出现受拉裂缝后，裂缝的数量逐渐增多，间距逐渐减小而宽度加大。由于影响混凝土裂缝发展的因素众多，且混凝土材料的非匀质性及离散型很大，裂缝的开展和分布有一定的随机性，使得都建表明的裂缝状况变异性较大，对其准确认识和分析的难度也大，因此出现了多种不同的观点及计算方法。(1)粘结．滑移理论：最早提出的粘结一滑移法是从混凝土轴心受拉杆中提出的，其他受力形式的研究是遵循其基本概念加以补充和修正得到。根据滑移理论，当构件的最薄弱截面上出现首批裂缝时，裂缝问距是很大，裂缝截面混凝土退出工作(σc=0)，全部轴力由钢筋承担。离第一批裂缝的一段距离之

3、外，混凝土的应力仍维持σc=ｆt相应的，钢筋应力和粘结应力也都和裂缝出现之前相同。这一段长度称为粘结长度或应力传递长度，以ｌmin表示，可根据平衡条件确定：在第一批裂缝量测的各ｌmin范围内，由于混凝土应力σc<ｆt，一般不会再出现裂缝。而在此粘结长度范围之外的个界面都有可能出现第二批裂缝，同样也发生在薄弱截面。如果相邻裂缝的件间距<2ｌmin期间混凝土的拉应力必为σc<ｆt，一般不会再出现裂缝。可见，相邻裂缝间距的最小值为ｌmin,最大值为2ｌmin，试件的实际裂缝间距离散性较大，裂缝的间距最终将稳定在(ｌmin~2ｌmin)之间，取平均间距约为：可以看出，混凝土受拉裂缝的间距主要

4、取决于混凝土的抗拉强度、钢筋的配筋率与直径，以及两者间的平均粘结应力等，通过一系列假定与修正得到受拉裂缝平均间距的修正式为：　　　　　　　　　　　式中：k1、k2为试验数据回归分析所得到的参数值，v为钢筋外形影响系数。受弯构件受拉区混凝土裂缝平均间距公式，是参照轴拉构件而建立的，其形式与上式相同，只是式中参数的回归值不同(2)无滑移法：与粘结．滑移理论不同，无滑移法认为截面配筋率p和钢筋直径d对裂缝间距和宽度的影响较小，并假设裂缝截面在钢筋和混凝土界面处的相对滑移很小，可以忽略，构件表面裂缝的间距随该点保护层厚度(或至钢筋的距离)成正比增大。把构件表面至钢筋的距离c作为影响裂缝间距和

5、宽度的最主要因素。不同截面形式轴拉构件及受弯构件的实验数据回归出的平均裂缝间距计算式c为构件表面裂缝所在位置至最近的钢筋中心的距离或保护层厚度。(3)综合理论：粘结．滑移理论与无滑移理论都有一定试验结果支持，但又不能完全解释所有试验现象，且两者计算结果出入很大。粘结．滑移理论表明，当配筋率p相同时，钢筋直径越细，裂缝间距越小，裂缝宽度也越小，也即裂缝的分布和开展会密而细，这是控制裂缝宽度的一个重要原则。但上式中，当d/p趋于零时，裂缝间距趋于零，这不符合实际情况。试验表明，当d/p很大时，裂缝间距趋近于某个常数，该数值与保护层c和钢筋净间距有关，基于这些原因，将两种方法结合起来，既考

6、虑考虑构件表面至钢筋的距离对裂缝宽度的影响，又计入粘结一滑移的d/p的贡献，修正后得到裂缝平均间距的计算式为：试验表明裂缝间距还与钢筋类型密切相关，我国现有设计规范给出裂缝平均间距计算公式：式中：d、p分别为钢筋直径和纵筋配筋率。K1、k2、cf分别为构件表面至钢筋的距离影响系数、d/p影响系数、构件内力状态系数，它们是根据各自实验数据回归分析得到的参数值。2．2粘结机理及试验方法2．2．1粘结机理钢筋和混凝土构成一种组合结构材料的基本条件是二者之间有可靠的粘结和锚固。这种粘结作用使钢筋和混凝土在交界面处实现应力传递，从而建立起结构承载所必需的工作应力。钢筋和混凝土之间的粘结力由3个

7、部分组成(1)混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力，其抗剪极限值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后，粘着力就丧失了；(2)周围钢筋混凝土对钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用。它取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及二者间的摩擦系数等；(3)钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力。其极限值受混凝土的抗剪强度控制