钢筋混凝土结构粘结性能和耐久性的研究

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1、摘要钢筋混凝土结构粘结性能和耐久性的研究博士研究生：导师：赵羽习金伟良教授钢筋混凝土结构由于其结合了钢筋与混凝土的优点，是土木工程结构设计中的首选形式，应用非常广泛。钢筋与混凝土两种材料组成的复合构件共同作用的重要前提就是两者之间的粘结，钢筋强度的利用程度主要取决于钢筋与混凝土粘结的有效程度。钢筋混凝土结构服役若干年后，混凝土会碳化而钢筋会锈蚀，钢筋锈蚀将影响钢筋与混凝土之间的粘结，从而进一步影响钢筋混凝土构件或结构的性能，钢筋混凝土结构的刚度和强度均会随时间而发生变化，使构件的安全性能发生变化，因此钢筋混凝土的耐久性研究不仅对结

2、构工程建设的可靠性和实用性有影响，而且也和人们的日常生活密切相关。本文研究涉及钢筋混凝土粘结性能和钢筋混凝土耐久性ol研究的主要内容为：1结合钢筋开槽内贴片的钢筋混凝土试件拔出试验数据，首次建立了钢筋应力，钢筋与混凝土的粘结应力及钢筋与混凝土相对滑移的随构件长度变化的解析表达式；在此基础上，推导了反映钢筋与混凝土粘结刚度沿试件长度变化规律的粘结位置函数；最终得到了随位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系，为钢筋混凝土结构进行有限元分析提供了～个合理可靠的计算模式。2建立了混凝土保护层表面胀裂时刻及胀裂前的均匀钢筋锈胀力理论表达式，由

3、此可建立钢筋混凝土构件在正常使用情况下的极限状态方程；就影响钢筋锈胀力的各个因素，认为：随钢筋锈层厚度增加，钢筋锈胀力迅速增加，随钢筋直径的增加，钢筋锈胀力略有减小，而铁锈体积膨胀率、混凝土等级和混凝土保护层厚度对钢筋锈胀力的影响程度较小；在分析了各影响因素的基础上，还推出了混凝土胀裂前钢筋锈胀力的实用表达式，可方便地应用于实际工程之中。3通过对钢筋混凝土试件中不同锈蚀程度的光面钢筋和变形钢筋进行拔出试验，得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律；根据试验结果的统计分析，给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结衰退系

4、数和粘结强度计算公式；建议了锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系表达式，为服役钢筋混凝土结构的非线性有限元分析提供了理论依据。钢筋混凝土结构粘结性能和耐久性的研究浙江大学博士学位论文4通过对锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯强度试验，分析了钢筋混凝土梁随钢筋锈蚀率变化的受力性能，建立了锈蚀钢筋混凝土梁抗弯强度的表达式及其简化式；论文分析了由于钢筋锈蚀导致钢筋混凝土梁承载力下降的原因，重点讨论了由于钢筋与混凝土之间粘结性能的衰退而引起钢筋混凝土梁抗弯强度下降的原因；同时，还进行了锈蚀钢筋混凝土梁非线性有限元计算，验证了本文提出的粘结衰退系数用于非线性

5、有限元程序可以得到较好的结果，为服役钢筋混凝土结构承载力的评估提供了依据。5以混凝土保护层表面出现锈胀裂缝作为钢筋混凝土梁的耐久性极限状态，建立了钢筋混凝土构件基于耐久性的极限状态方程，并通过可靠度程序的计算，分析了各个因素对钢筋混凝土梁耐久性可靠指标的影响；还建立了钢筋混凝土梁承载力极限状态方程，并进行可靠度计算分析。1，一，7一／．，一关键词：钢筋癌蒎土，粘缮性能，本构美系，粘结碴熏函数，钢筋锈蚀，钢筋锈胀力，耐久性，可靠度，梁∥，、丝!型里STURDIESoNTHEBONDBEHAVIORANDDURABILlTYoFREI

6、NFORCEDCoNCRETESTRUCTURESPh．D．Candidate：ZhaoYuxiSupervisor：Prof．JinWeiliangABSTRACTReinforcedConcretestructureshavebeenwidelyused，forRCstructurescallmakethebestuseofbothconcreteandsteelbarsThesetwomaterialsworkingtogetherwellisbasedonthefactthatthebondstressbetweencon

7、creteandsteelbarsisSH街cientIfsteelbarsarecorrodedthebondbehaviorbetweenconcreteandsteelbarswillchanged，andthebehaviorofstructuralmembersandstructureswillchangealsoAfterthebuildingstructureshavebeenservedforseveralyears．behaviorofmaterialsdecays：carbonizationofconcrete

8、andcorrosionofsteelbars，andthesafetyofthestructuresdeclines．Thedurabilityofthestructureshasrelationwithnotonlythesafetyandpr