浅谈锈蚀钢筋混凝土粘结锚固性能研究

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1、华中科技大学博士学位论文锈蚀钢筋混凝土粘结锚固性能研究姓名：徐港申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：卫军20070507摘要本文从理论和试验两方面在前人研究的基础上对锈蚀钢筋与混凝土的粘结锚固性能进行了进一步的研究，具体完成如下工作：提出了一种分析保护层锈胀裂的理论模型，可以较准确的算出无箍筋均匀锈蚀试件保护层胀裂时的钢筋锈蚀率，也可对开裂前不同锈蚀量产生的锈胀力进行计算；提出了均匀锈蚀光圆钢筋粘结应力计算的摩阻分析模型，从理论上描述了保护层胀裂前锈蚀对光圆钢筋粘结应力影响的机理；提出了均匀锈蚀变形钢筋粘结应力计算的微观传力分析模型，从理

2、论上阐述了保护层胀裂前锈蚀对变形钢筋粘结强度影响的机理；基于电化学原理，提出了电迁移钢筋锈蚀法，实现了对混凝土中钢筋的非均匀锈蚀；采用中心拉拔试验法，研究了非均匀锈蚀钢筋的粘结滑移性能；采用梁式法研究了不同锈蚀程度的配箍试验梁的粘结滑移性能；试验研究了不同锈蚀率搭接试件的搭接传力性能。在上述工作的基础上，得出如下主要结论：对于配箍试件，纵向钢筋锈蚀率与锈胀裂缝宽度关系并不密切，两者相关性不强；但对于无箍筋试件，两者相关性很好，随锈蚀率增加裂缝宽度加大；混凝土结构中纵向钢筋锈蚀后，箍筋的作用十分重要。对于无箍筋试件，只要保护层胀裂，粘结强度就开始

3、下降，胀裂宽度越大，下降越显著；而对于配箍试件却与胀裂宽度关系不大，即便是裂缝宽度达0.5mm，只要锈蚀率在5%范围内极限粘结强度也不会下降；无论试件配箍与否，锈蚀对其粘结刚度和极限荷载时的滑移量均有影响，随锈蚀率增加粘结刚度增加，极限荷载滑移量减小，即试件粘结破坏时的延性降低、脆性增加；同等条件下，锈蚀对搭接性能的影响较粘结性能更明显，但当搭接区配有箍筋时，搭接传力性能受锈胀纵裂宽度影响不大，锈蚀率在2%内，搭接性能几乎不降低；I按现行规范正常设计的混凝土构件，在锈胀裂缝宽度达正常使用极限状态时，锈蚀对粘结性能的影响不明显，承载力计算或校核可

4、以不考虑钢筋与混凝土协同工作问题。关键词：钢筋混凝土耐久性粘结锈蚀搭接IIAbstractBasedonexistingachievements,thisthesisconductedfurtherworkconcerningthebondperformancebetweencorrodedrebarandconcrete,inboththeoreticalandexperimentalways.First,atheoreticalmodelispresentedtoanalyzethecorrosion-inducedcovercrackin

5、gproblem.Thismodelcanforecastthecorrosionratiosimultaneouswithcovercrackinginuniformlycorrodedmemberswithoutstirrupsaccuratelyatacertainextent,andcanalsocalculatethecorrosion-inducedexpansionforcebeforecracking.Second,africtionmodelforcalculationofbondstressofuniformlycorrod

6、edsmoothbarispresented,whichcantheoreticallyindicatetheinfluenceofcorrosiononbondperformanceofsmoothbarbeforecovercracking.Third,amicro-mechanicsmodelisestablishedtocalculatethebondstressofuniformlycorrodeddeformedbar.Thismodelindicatesthecorrosioninfluenceonbondperformanceo

7、fdeformedbarbeforecovercrackingintheoreticalway.Besides,theauthorpresentedanelectro-migrationmethodforcorrosionsimulationbasedonelectrochemistrytheory,andthusmanagedtomakebarcorrodednon-uniformly.Inexperimentalway,pull-outtestswerefirstlyconductedtostudythebond-slipperforman

8、ceofnon-uniformlycorrodedbar.Thenbeamswithstirrupswereusedtostudythebond-sl