2017第6章環(huán)境作用下結(jié)構(gòu)受力性能退化

第6境作用下結(jié)構(gòu)受力性能的退銹蝕鋼筋銹蝕預(yù)應(yīng)力筋的力學(xué)性銹后鋼筋與混凝土間粘結(jié)性能銹蝕鋼筋混凝土梁的受練習(xí)參考文

第6境作用下結(jié)構(gòu)受力性能的退效應(yīng)S保持不 效應(yīng)

0

t使 第6章環(huán)境作用下結(jié)構(gòu)受力性能的退蝕構(gòu)件受

變形達到

V<V

承載力下降到限 橫向裂縫寬度達限 縱向裂縫寬度達限

性能指標(biāo)（縫寬、變形、承載

twltwhtp

時間

Cl-

O2

孔隙過鋼筋銹

As0

銹蝕鋼筋獲取途陰e陽

直流電混凝

混凝FeFe2Fe2Fe2Fe2鹽溶鹽溶

銹蝕鋼銅原鋼筋橫原鋼筋橫鋼筋自然銹蝕形態(tài)（外側(cè)先銹蝕 幾何形態(tài)（截面幾何形態(tài)（截面 AA銹蝕鋼筋的力學(xué)性幾何形態(tài)銹蝕鋼筋的力學(xué)性nn銹蝕的鋼筋沒有頸縮，結(jié)合斷裂力學(xué)，缺陷造成強度的 銹蝕鋼筋的力學(xué)銹蝕到一定程度，屈服平臺也 荷載荷載0

6變形

荷載荷載 0

變形

加速 加速 荷載荷載 0

荷載荷載50

變形加速

變形加速

銹蝕鋼筋的力學(xué)

銹蝕到一定程度，屈服平臺也

0

荷載荷載0

變形自然

變形自然

0

6自然

荷載荷載50

變形自然

銹蝕鋼筋的力學(xué) 銹蝕鋼筋的力學(xué)銹蝕鋼

平均截面積與荷載之間的關(guān)系與名義名義相對銹前相對屈服屈服屈服屈服面積強荷荷強比AFAFA

FycFy0As0

銹后平截面

(1sFucFu0As0 (1sf

相對銹前相對極限面積荷載強度銹蝕鋼筋的力學(xué)確定性應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)

))

(

f sc

(

suc

界限銹

變形鋼筋 銹蝕鋼筋的力學(xué)性432100432100彈性模量名義極限強度相對極限延伸名義極限強度相對極限延伸率相對

名義屈服強度相對值—截面銹蝕率關(guān)10y=-1.119x+R2= 10y=-1.119x+R2= 10y=e-R2= 銹蝕鋼筋的力學(xué)銹蝕鋼筋力學(xué)性 機最小截面積*最小截面積*銹蝕鋼筋的力學(xué)性銹蝕鋼筋力學(xué)性 機

平均截面積下降，最大銹蝕面積下降，極限強度下降更f

Fyc

n

.f ucuc in.

sc min sc

自然銹蝕Ry1Ry10Ry1s0強度降低的主要因素R值隨著銹蝕率的增大而增大，導(dǎo)致自然銹蝕鋼筋的R值大于加速銹蝕鋼筋，導(dǎo)致其強度衰減更顯

加速銹蝕銹蝕鋼筋的力學(xué)銹后鋼筋力學(xué)性sss0 10%15%20%25%00 3

銹蝕預(yù)應(yīng)力筋的力學(xué)性

100100 電

直流電

5%NaCl

(a)鋼絞 (b)鋼 銹蝕預(yù)應(yīng)力筋的力學(xué)性講一下預(yù)應(yīng)力鋼鉸線的纏繞原理，說明這種鋼線的彈性模量本身差、銹蝕后更差(a)鋼絞

變形(b)鋼0000001234典型銹蝕率時預(yù)應(yīng)力筋荷載－變形曲0.850 s

pc

0.15

0.85

/ 0.85

s pcpc

p0c銹蝕講一下預(yù)應(yīng)力鋼鉸線的纏繞原理，說這種鋼線的彈性模量本身差、銹蝕后更差的原Ec 銹后銹后鋼絞線極限強度的降低比鋼銹后鋼筋與混凝土間粘結(jié)性能鋼鋼筋銹鋼筋與混凝鋼筋與混凝土生成鐵銹保護銹脹開鋼筋橫化學(xué)膠著化學(xué)膠著鋼筋與混凝土摩擦混凝土對的約束降機械咬合粘粘結(jié)強度銹后鋼筋與混凝土間粘結(jié)性能試試拉/壓銹后鋼筋與混凝土間粘結(jié)性能為什么會先增長，后降低。峰值銹脹會造成混凝土對其的約束。特別是試 心拉撥試驗，周圍的凝土很厚，約束效果大。光圓鋼筋銹蝕后，受到的約束力比

5

銹后鋼筋與混凝土間粘結(jié)性能

力

法向力σ

銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能試驗研直流直流穩(wěn)壓電正鋼混凝鋼混凝土玻璃玻璃墊銅溶銹 彎性能試驗研試銹蝕 率編號試銹蝕 率編號值值 銹 彎性能試驗研 分配

千斤

頂（底）2020

2040 2040銹 彎性能試驗研究(提問：開裂、極限荷載的意義寬梁寬梁平均底部縱頂部縱00箍000梁截面銹蝕率開裂荷載屈服荷載極限荷載破壞模0壓區(qū)混凝土壓區(qū)混凝土6壓區(qū)混凝土壓區(qū)混凝土06壓區(qū)混凝土6壓區(qū)混凝土壓區(qū)混凝土8鋼筋拉

銹 彎性能試驗研究（提問:研究是否平截面的意義000-3000-2000- 10002000應(yīng)變00應(yīng)變0-0應(yīng)變截面高度截面高度

截面高度截面高度截面高度截面高度銹 彎性能試驗研截面高度截面高度 截面高度截面高度

0-0 應(yīng)變0-0 0- -0 應(yīng)變0-0 銹 彎性能試驗研

梁開裂荷載極限荷載梁開裂荷載極限荷載6668梁梁平均裂縫間距銹 彎性能試驗研究提問:彎矩-曲率與荷載-撓度的關(guān)彎矩彎矩荷載矩 彎矩—曲率關(guān)系曲彎矩彎矩

載—荷載—撓度關(guān)系位荷載荷載50 曲率×10-00撓度50撓度864200 曲率×10-彎矩—曲率關(guān)系 荷載—撓度關(guān)系銹 彎性能試驗研聽記：錨固破壞的情況比較少見。因為跨中出銹蝕的情況比較多見，而支座少承載力下剛 受力裂縫間距增大、寬度增 混凝土表面平均應(yīng)變符合平截面假 固良好時梁仍能發(fā)生受彎破銹蝕鋼筋本構(gòu)模型物理特征化 彎性能有一定的影

嚴重銹蝕梁，鋼可進入強化階梁可能發(fā)生脆性銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值?！獜澗亍赎P(guān)系數(shù)值模擬分

極限彎 簡化公式本科生初''

AA

c1'完1'全2

sch' h'

有3）粘結(jié)4銹5蝕

bb

nn

scA sc梁梁

X

scAsc Z

Y MciAiZiscA' as)scAsc as) (ha'

c1cu

sc (ha

sc銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性

極限彎銹 彎性能數(shù)值模

彎矩-曲率變化本科生高分，——彎矩—曲率非線性關(guān)系數(shù)值模分，A'A'''h/2- hh/2- hh/2-n有nbb

scsc 計算步驟：最簡單有限單元算銹蝕增加截面曲蝕 2假定值

4判斷平衡方程是否滿足，若是求出彎矩M，整值，直至平衡方程成立為止銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值?！奢d—撓度關(guān)系數(shù)值模擬分

1212完 有

l

m il l轉(zhuǎn) 共 轉(zhuǎn)曲 共 曲 d2(x)d(x)

d2M梁

dV(x)

撓 撓 xl

/

求出跨中截面彎矩Mc，荷載求各分段彎矩Mi，并由此求出

l

x

x

l

l A

i

銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值?！獜澗亍P蝕鋼筋應(yīng)變—曲率關(guān)系數(shù)值模擬分 ci

'i1Ai1A' hnn

sc

(ha'

h

(2as

c

0.0038

scX A'

n

Y MAZ'

(ha') (ha)

sc

sc 銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值?！獜澗亍P蝕鋼筋應(yīng)變—曲率關(guān)系數(shù)值模擬分完全

1 hn

sc 1增加銹蝕鋼筋中的應(yīng)變 ）增加梁底混凝土的應(yīng)變ε= 4）假定 5）計算2(cn)/ 7檢查平衡方程是否滿足，若是，求出彎矩M及混凝土中心處應(yīng)變εcso，若否，銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值模擬（最簡單有限單元法iAA

B保護層銹脹脫完2）逐步增加其應(yīng) 全3假 中截面曲率c，并確定無4確定荷載P，并求出梁各分段彎矩粘5）求出梁各分段混凝土中心處的應(yīng)變εcsoi

結(jié)蝕銹蝕梁7）i；（ 銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值模曲線-串聯(lián)彈簧的特點是最弱的彈簧定受力形

極限承載力相差不大，但抗彎剛度相差很大。因為截面承載力由截面決定，而剛度彎矩 彎矩

數(shù)值模擬曲線 數(shù)值模擬曲線86

數(shù)值模擬曲線

彎矩彎矩彎矩彎矩 6

數(shù)值模擬曲線矩 矩2 曲 曲曲率×10-率關(guān)彎矩彎矩彎矩彎矩

曲率×10-彎矩彎矩彎矩彎矩

420

曲率×10-

200 0

8010012014098788數(shù)值模擬曲線數(shù)值模擬曲線數(shù)值模擬曲線68數(shù)值模擬曲線6566443442222100000 曲率×10-曲率×10- 0 曲率×10( 曲率×10-0 0銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹 彎性能數(shù)值模荷載荷載荷載荷載荷載 數(shù)值模擬曲線荷載

荷載荷載 數(shù)值模擬曲線數(shù)值模擬曲線荷載

0

撓度

0 撓度L關(guān)關(guān)荷載系荷載500

5000

數(shù)值模擬曲線 撓度

50

荷載荷載50

數(shù)值模擬曲線 撓度

數(shù)值模擬曲線數(shù)值模擬曲線 0102030405060708090撓度 撓度 機銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹蝕梁抗彎承載能力計截面鋼 力學(xué)性銹 粘結(jié)性

導(dǎo)致梁抗彎承載力下降的主要因?qū)е铝菏褂眯阅埽▌偠龋┝踊饕?fbx(hx 1 xfyc銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹蝕梁

聽記：應(yīng)變滯后，由混凝土參與就平均應(yīng)變而言符合平截面假cmtcmBM

Mkh0 m(η 銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹蝕梁抗彎剛度計

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銹蝕鋼筋混凝土梁的受彎性銹蝕梁k(ηs)k(ηs)EEs0sm(ηs)n(ηs)m(ηs)n(ηs) Ascsh2

m(ηs參照GB

0.26E01.15k01.15k(ηs)0.26E k