钢筋溷凝土结构开裂时刻的钢筋锈胀力模型.pdfVIP

维普资讯 浙 江 大 学 学 报 (工学版) 第 34卷第 4期 JournalofZhejiangUniversity (EngineeringSai… V0l_34№4 』ul ¨000 Z000年 7月 文章编号 ；1008—973X(ZO00)04—0415-08 、2，L一钢 Ⅵ一 筋混凝土结构开裂时刻的钢筋锈胀力模型 李海波 ，鄢 飞 ，赵羽习 ，金伟 良，王锡通zt-／ 31s．0l (1．浙江大学 土木工程学系 ．浙江 杭州 310027；2．新江省湖州市公路管理处t浙江 湖州 313000) 摘 要：用快速锈蚀宴验的方法研究 了混凝土斌件在出现顺筋裂缝时刻的钢筋锈蚀率与钢鲒直径、混凝 土筹级与保护层厚度 之间的定量关系，井通过有限元分析计算得到 了锈胀裂缝扩展到保护层表面 时的 锈胀 力，提 出了混凝土保护层胀裂时封的锕筋锈胀 力的力学模型．这将对钢 筋混凝土结构 的耐久性分析 与设计是太有樟益的． 关键 词 ：钢 筋锈胀力 ：钢筋混凝土 中图分类号 ：TU375．5 耐久性力学模型 钢筋泥凝上 ． 对副 当前，钢筋混凝土结构的耐久性问题越来越为国内外所关注，尤其是关于一般大气环境条件下 的耐久性 问题 ，目前 已开展 了许多工作 叫]．虽然 ，如何界定耐久性极限状态还存在不 同的观点，但 可以肯定 ，钢筋锈蚀后引起混凝土保护层的胀裂将成为钢筋混凝土结构耐久性的极限状态标志之 一 ． 因此，研究混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈蚀状况，建立相应的力学模型就显得十分必要． 混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈蚀率与许多因素有关，目前 ，国内外主要通过 自然条件下暴露 试验来研究它们之间的关系，然而这样的试验往往需要几年、几十年 的时间才能导致混凝土结构的 开裂或破坏．文献[2]曾运用快速锈蚀试验方法建立了钢筋锈蚀率与钢筋直径、混凝土等级与保护 层厚度之同的定量关系+然而 ，由于混凝土材料的离散性及试验方法的误差，这方面工作还有待进 一 步深人 ．本文拟采用快建锈蚀 的方法来加速混凝土 中钢筋 的锈蚀 ，并考虑 了上述三个 因素 的变 化，然后根据实验数据，提出一个用最小二乘法优化的经验公式．最后 ．通过有限元分析计算得到了 锈胀裂缝扩展到保护层表面时刻的锈胀力，并由此建立了混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈胀力的 力学模型、无疑，这些工作对钢筋混凝土结构的耐久性分析与设计是很有益处的、 1 试验研究 1．1 试验设计 一 般认为，混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈蚀率 P的主要影响因素有保护层厚度r、钢筋直径 d和混凝土等级 ．为此，本次实验须 同时考虑这三个 因素影响，并根据实际工程中的情况，对三 个影响因素的取值如下：保护层厚度分别取 15，20，25mm，钢筋的直径分别取 8，16，20mm，混凝 土等级分别取 C15、C25、C35．如果按照三种因素的所有组合安排试验，那么工作量将非常大，为 此 ，本文采用正交设计 的方法只需进行9种组合的试验 ，并且同样可以取得所需的试验结果．每 种情况做三个试件 ．然后取它的平均值作为这种情况的试验结果．试件编号为AB22，其中第一个 字母表示保护层厚度，A、B、C分别代表 15，20，25mm；第二个字母表示混凝土等级，A、B、C分别 代表C15、C25、C35：第三位数字表示钢筋直径，1、2、3分别代表 8，16