高温下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究

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1、学校代号10532学号S150100120分类号TU375密级公开硕士学位论文高温下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究学位申请人姓名王朝阳培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称霍静思教授学科专业1土木工程研究方向锈蚀钢筋混凝土结构抗火论文提交日期2018年5月23日学校代号：10532学号：S150100120密级：公开湖南大学硕士学位论文高温下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究学位申请人姓名：王朝阳导师姓名及职称：霍静思教授培养单位：湖南大学土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月23日

2、论文答辩日期：2018年5月26日答辩委员会主席：汪梦甫教授ExperimentalstudyonbondpropertiesbetweencorrodedsteelbarandconcreteunderhightemperaturebyWANGZhaoyangB.E.(ShandongUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngin

3、eeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHUOJingsiMay,2018高温下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究摘要近年来，随着人类城市建设文明的快速发展，钢筋混凝土结构耐久性问题日趋严重，这其中又以钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土结构耐久性退化最为突出。同时，世界范围内建筑火灾事故也频繁发生，其中使用年限久耐久性问题较为突出的结构往往发生火灾的安全隐患也更为严重。由于钢筋在锈蚀过程中体积膨胀，

4、混凝土保护层因钢筋体积的膨胀作用而胀裂，导致钢筋裸露在大气中，所以锈胀开裂的构件受到高温（火灾）后钢筋与混凝土的粘结性能退化明显。目前，国内外学者大多从单一的锈蚀损伤或高温损伤针对钢筋混凝土粘结性能开展研究，而针对锈蚀和高温耦合作用下钢筋与混凝土粘结性能的研究还十分少见。本文针对这种现状，在一种可消除高温影响的拉拔试验装置上完成高温下锈蚀钢筋拔出试验并对高温锈蚀耦合作用下钢筋混凝土粘结性能进行研究。本文主要研究内容与相关成果包括以下几点：（1）提出了一种简易的高温下拉拔试验方法，研发了一种可消除高温

5、对传感器影响的拉拔试验装置，在此装置上采用简易的高温下拉拔试验方法完成了高温下钢筋与混凝土的拉拔试验及高温下锈蚀钢筋与混凝土的拉拔试验。（2）通过割线刚度的方法研究了锈蚀率对粘结刚度的影响，分析了峰前拉力功及粘结应力释放率随锈蚀率变化的规律。通过对已有研究及本文试验中拔出试件的粘结强度退化数据进行统计，得到了三段式粘结强度退化试验模型及保守模型。提出了简化的三段式粘结-滑移本构模型并考虑了锈蚀率对残余粘结强度影响。（3）通过试验研究了不同温度下钢筋强度、混凝土抗拉劈裂强度及钢筋混凝土粘结性能的退化规

6、律，分析了高温环境下混凝土力学性能退化与粘结强度劣化的对应关系，并以割线刚度的方法定量的研究了高温对粘结刚度的影响。（4）系统分析了钢筋与混凝土的粘结性能在高温与锈蚀耦合作用下的变化趋势。对同一锈蚀率下钢筋混凝土的粘结强度随温度的变化规律及同一温度下钢筋混凝土的粘结强度随锈蚀率的变化规律进行了研究，提出了高温下锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度模型，并基于该粘结强度模型提出了简化的三段式本构模型。关键词：钢筋混凝土；高温下；锈蚀；粘结性能；回归分析；简化模型；本构模型II硕士学位论文AbstractWith

7、therapiddevelopmentofinfrastructureconstruction,thedurabilityproblemofreinforcedconcretestructureisbecomingmoreandmoreserious,especiallythedurabilitydeteriorationcausedbyreinforcementcorrosion.Moreover,firedisasterofbuildingaslobecametoaseriousproblema

8、roundtheworld,andthismayhappenedmorefrequrentlyonagingstructureswhichpossiblysufferingthereinforcementcorrosion.Thereinforcementcorrosionleadtovolumeexpensionofsteelbarwhichcouldcauseconcretecovercrackandthesteelbarexposedtotheatmospher