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《氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究建筑施:l=往矫技术协作信息笱)总第1012期氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究●黄传刚谭莎莎赵胜华摘要:本文通过试验并采用试验研究的分析方法,对经过直流电源加速腐蚀到一定程度的构件,初步建立了模拟广西海洋大气盐雾环境下混凝土在氯离子扩散作用下耐久性的加速试验方法,对氯离子侵蚀钢筋混凝土构件的正截面承栽能力变化进行了分析.关键词:钢筋混凝土梁;耐久性;氯离子;钢筋锈蚀;正截面承栽力受弯构件是钢筋混凝土结构基本构件之一.海水腐蚀环境下钢筋混凝土构件承载能力的研究是对钢筋混凝土结
2、构进行耐久性评估的基础性工作.本文通过试验并对试验结果分析后,对经过直流电源加速腐蚀到一定程度的构件,分析氯离子侵蚀钢筋混凝土构件的正截面承载能力变化.一,试件的制作,加载,测量系统本次试验采用普通钢筋混凝土梁,混凝土强度等级为C30,截面宽120mmx高200mm,粱长为1700mm,保护层厚度为25mrn,共制作5根,混凝土试验梁尺寸及其配筋如图1所示?亘\2虫'i4图1试验粱尺寸,配筋图本试验用于腐蚀梁的盐水,采用广西北海产的海盐按3.5%的浓度进行配比使用.试验通过反力架采用QF50—20K型油压千斤顶进行加载,压力由BHR-4型荷重
3、传感器及YJ一3l型静态电阻应变仪测得,变形由百分表测得.在梁和纵筋上粘贴电阻应变片,测量梁,钢筋变形情况.采用DH3816型静态应变测试系统对应力数据进行采集.对于正截面开裂的确定,采用20倍读数放大镜进行量测.图2试验梁加载照片二,试验过程1.试验方案.从5根梁中取出3根混凝土梁,采用氯离子腐蚀性试验(梁编号为L-l,L_2,I,-3),在80%,60%,40%的极限荷载条件下进行试验.用一根梁在未腐蚀情况下80%极限荷载作用下的应力,应变,挠度的参照对比梁RL一1.首先根据理论并用一根梁加载至破坏所测的数据,初步分析推断出这批试验梁的极限
4、荷载为72KN.试验采用千斤顶进行三分点加载,在整个试验过程中,始终保持荷载在80%,60%,40%的极限荷载条件下,以测得梁在恒定条件下的耐久性.试验采用图3所示的方法利用直流电源加速向钢筋方向迁移氯离子,混凝土内的钢筋连接电源的阳极,在混凝土梁的两侧安放不锈钢电极并连接电源阴极.试验过程中每隔l0小时向混凝土梁喷洒5次人工海水(间隔20分钟).1一试验梁;2一荷栽分配梁;3一千斤顶;4一荷载传感器;5-反力架;6一电流表;7-10欧姆阻流电阻;8—12v直流电源;9-钢筋连接导线;10一喷水区;11一不锈钢电极:12一滚动支座;13一铰支座
5、;14一DH3816静态应变测试系统;15一电脑;16一仪器平台;17一百分表;18-压力承台图3试验加载,测量及腐蚀方案图2.试验加载,分析.试验时,根据预计的破坏荷载进行分级加载,每级荷载约为破坏荷载的1/8～1/10.研究认为【1]:遭受腐蚀的钢筋混凝土构件,若钢筋锈蚀膨胀所产生的膨胀压力超过混凝土的抗拉强度,则裂缝首先出现在混凝土内部,并随着钢筋锈蚀过程的发展,内部裂缝进一步扩展到混凝土表面,导致混凝土保护层开裂.混凝土保护层一旦开裂,即具有一定的宽度研究中发现裂缝的时刻不同,得到的结果往往差异较大鉴于在实际工程检测中,一般肉眼能够比较
6、容易发现的裂缝宽度在0.1mm左右,因此当钢筋混凝土构件出现0.1mm宽度的锈胀裂缝时定义为混凝土保护层锈胀开裂.3.正截面承载力试验梁裂缝描述.(1)裂缝的形成.从开始加荷至受拉区混凝土即将开裂,这一阶段由于弯矩很小,量测到的梁截面上各个纤维应变也很小,且变形的变化规律符合平截面假定由于应变很小,这时梁的工作情况与匀质弹性体梁相似,混凝土基本上处于弹性工作阶段,应力与应变成正比,受压区和受拉区混凝土应力分布图形为三角形.当荷载继续增加,受拉区边缘纤维应变恰好到达混凝土受弯时的极限拉应变,梁处于即将开裂还未开裂的极限状态.当荷载施加至极限荷载的
7、设定值时,在纯弯段抗拉能力最薄弱的截面处将依次出现裂缝一条或几条裂缝,一般情况下,第一批裂缝将出现在跨中附近或靠近加荷作用点,受弯裂缝出现时的裂缝宽度大约为0.020.03ram左右,初始高度大约在15mm～25ram之间,开裂后混凝土受拉区应变在荷载不断增加的情况下急剧增长并退出工作,原来由混凝土承受的拉力转加给纵向钢筋,导致钢筋应力较开裂前突然增大许多,混凝土开裂的瞬间,钢筋混凝土梁的挠度突然增大,刚度明显降低.f2)试验梁裂缝的发展及试聆表象图4锈蚀裂缝形态发展示意图L-l梁在试验进行至第4天时就发现了第一条可以用肉眼观测到的纵向裂缝,且
8、有少许锈迹渗出.第6天时就可以明显发现有锈蚀产物从混凝土的空隙及裂缝处渗出,纵向裂缝宽度也不断增大,且已经基本贯穿整个腐蚀区域;到第12天时已有大量的
