局部区段锈蚀的钢筋混凝土柱承载力研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第9期混凝土与水泥制品20l1N099月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPR0DUCTSSeptember局部区段锈蚀的钢筋混凝土柱承载力研究高向华，王小惠，王建涛(1．上海交通大学土木工程系，200240；2．西北有色地质勘查局七一七总队地勘分院，721000)摘要：研究了局部区段内锈蚀钢筋暴露、混凝土保护层剥落的钢筋混凝土柱的承载力问题。考虑局部区段内不同钢筋锈蚀率、柱两侧钢筋均暴露的情形，通过理论分析，提出了一种计算局部区段内钢筋锈蚀情况下的偏心受压枉的承栽力简化计算模型，并通过实验

2、验证了模型的可行性。关键词：锈蚀；局部区段；钢筋暴露；承载力；钢筋混凝土柱Abstract：Theloadcapacityofreinforcedconcrete(RC)columnwithpartiallengthcorrosionistheoreticallystudied，wheretheexposureofthelongitudinalbar，delaminatingofconcretecoverandlossofthebondwithinthispartiallengthareconsidered．Simplifyanalyticalm

3、odelabouttheloadcapacityofRCcolumnwithpartiallengthcorrosionundereccentricityloadisproposedthroughthetheoreticalanalysis，andthefeasibilityoftheproposedmodelisverifiedbytheexperimentresults．Keywords：Corrosion；Partiallength；Exposedreinforcedbar；Loadcapacity；RCcolumn中图分类号：TU528文

4、献标识码：A文章编号：1000—4637(2011)09—49—070前言混凝土间完全无粘结时，受拉钢筋与混凝土间的应钢筋锈蚀造成结构破坏的原因主要体现在三变协调关系式]，并考虑局部区段内锈蚀纵筋因箍个方面：钢筋锈蚀造成截面减小和强度降低；混凝筋锈蚀可能发生的屈曲破坏，建立了局部区段锈蚀土保护层顺筋开裂、脱落；钢筋和混凝土间的粘结钢筋混凝土柱的大小偏心承载力模型。并选取湖南性能退化。粘结退化对受压钢筋混凝土柱的影响因大学雷国强的腐蚀柱承载力实验对模型进行了试其内在机制的复杂性，使得锈蚀钢筋混凝土柱承载验验证。力预测较为困难；同时，由于钢筋锈蚀程度

5、和锈蚀1基本理论区段的不同，对柱承载力的影响也不同【J]，较难用理1．1材料模型论公式来预测。模型中未锈蚀钢筋应力一应变关系表达式为：目前，对锈蚀钢筋混凝土柱承载力的研究，主：f≤(1)’要通过试验研究，计算模型的研究较少。对锈蚀钢筋和混凝土间粘结性能退化的处理方法，大多以正其中，=，为钢筋的弹性模量，取为2x10常钢筋混凝土构件抗弯承载力的计算模型为基础，N／mm。通过协同工作系数、钢筋锈后的粘结性能退化系混凝土的应力应变关系为一曲线，其表达式数、综合折减系数来反映粘结性能退化的影响。陈为：晓晨等[21基于锈蚀钢筋与混凝土的粘结退化模型，分析了

6、钢筋锈蚀对钢筋混凝土柱承载力和破坏模or【2s一()J(2)式的影响，建立了锈蚀钢筋混凝土柱抗压承栽力的其中，为混凝土的圆柱体抗压强度，且=0．8计算模型。而在实际工程中，构件内钢筋的锈蚀往；=0．002，=0．0033。往发生在局部区域，锈蚀的程度也均不同；当锈蚀锈蚀后，忽略混凝土强度的变化的影响；对锈率较大时，甚至造成混凝土保护层的开裂和剥落，蚀钢筋，忽略钢筋锈蚀对其弹性模量的影响，仅考且随着钢筋和混凝土间粘结性能的退化，两者问的虑锈蚀后钢筋截面面积减小、屈服强度的改变。考变形也不再协调，平截面假定不再成立。虑均匀锈蚀的影响，锈蚀后钢筋的截面

7、面积和屈服基于此，本文采用已建立的局部区段内钢筋与强度由下式计算[51：=(1—1．24·)(3)基金项目：国家自然科学基金项目(50508020)。学兔兔www.xuetutu.com2011年第9期混凝土与水泥制品总第185期A=AD·(1一W)(4)1．2未锈蚀钢筋混凝土柱的偏心受压正截面承载其中，为未锈蚀钢筋的屈服强度；为锈蚀钢筋力计算的屈服强度；为钢筋质量损失率；o为钢筋的初设钢筋混凝土柱中对称配筋。受力情况和截面始截面面积；为钢筋腐蚀后的截面面积。的等效矩形应力图分别如图1所示。—·_，，卜一—一图1柱受力示意图对未锈蚀钢筋混凝土柱，

8、当受拉钢筋刚好达到为未锈蚀柱偏心距增大系数。屈服强度e=￡，受压边缘混凝土应变8=8：1f『l

9、0．0033，可求出大小偏心的分界偏心距