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煤矿腐蚀环境碳纤维布加固钢筋混凝土小偏心受压柱的力学性能研究 6.2.3 截面几何损伤及箍筋锈蚀的影响 （2）箍筋锈蚀的影响： 引入箍筋约束作用指数 箍筋锈蚀后，箍筋的抗拉强度将发生退化 锈蚀后箍筋的约束作用降低系数 6.2.4 考虑影响因素后的承载力计算模型 考虑截面几何损伤和箍筋锈蚀影响，约束作用降低后， 普通混凝土小偏心受压构件的计算模型： 6.4.2 受约束混凝土抗压强度及峰值应变的确定 引入与配箍特征值相类似的无量纲量—含纤特征值 引入主要与偏心率有关的约束效应系数 受约束混凝土抗压强度、峰值应力的计算方法 6.4.3 碳纤维布加固受腐蚀小偏心受压构件承载力计算模型 将本文受约束混凝土抗压强度及峰值应变代替原有混凝土的抗压强度值及混凝土极限压应变，将其代入受腐蚀小偏心受压构件承载能力计算模型进行计算，得到碳纤维布加固受腐蚀小偏心受压构件的正截面承载力计算模型为： 6.4.3 试验结果与计算模型的承载能力验证分析 采用本文公式计算得到的极限荷载值低于试验得到的真实极限荷载值，主要是因为混凝土轴心抗压强度较立方体抗压强度的折减较大，并且基本假定中存在一定的保守成分，使得实际值略大于理论计算值。 由本文计算模型得到的极限承载力提高幅度与试验值吻合较好，差额基本控制在5%以内，并且，除个别试件外，加固试验试件计算提高幅度均略低于试验提高幅度，说明本文计算模型是偏于安全的。 7 结论与展望 （1）现今，徐州地区大部分煤矿地面工业建筑建成已有较长时间历史，限于当时的设计和施工技术水平，建筑内部的钢筋混凝土材料和构件具有先天性的缺陷，这是影响钢筋混凝土材料和构件可靠性的主要内因。 建筑物内外部气态、液态、固态三种形态的腐蚀性介质相互影响，并且干湿交替频繁，在建筑物周围形成成恶劣的自然环境，然后与特殊的工艺力学环境等进一步综合作用，这些复杂使用环境的长期耦合作用是影响钢筋混凝土材料和构件可靠性的主要外因。 （2）煤矿地面工业建筑内部钢筋混凝土柱受内外因的长期耦合作用，随着使用年限的增加，钢筋混凝土材料劣化严重：混凝土内部微裂缝不断扩展、渗透性增大、中性化加剧、脆性增加，钢筋锈蚀、延性降低、强度下降；构件本身随时间损伤劣化的速率不断加快，顺筋裂缝不断扩展，表层混凝土剥落，疲劳损伤积累并加剧，钢筋与混凝土粘结力持续下降，变形不断加大；从而导致局部及整体结构可靠性持续下降，原设计使用寿命很难保证。 （3）根据现场检测及分析结果，本文试验制作了16根钢筋混凝土柱，将试件置于建筑环境综合模拟测试室中进行加速腐蚀。经过150d的加速腐蚀后，试件表面出现明显的锈斑，沿箍筋方向出现轻微的横向裂缝，其裂缝宽度从0.1mm到0.8mm不等；由于硫酸盐等腐蚀介质的影响，腐蚀后的混凝土立方体抗压强度略低于未腐蚀试块；C20腐蚀试件的主筋平均锈蚀率介于0.67%~2.01%之间，箍筋平均锈蚀率约为5%，C30腐蚀试件的主筋平均锈蚀率介于0.57%~1.03%之间，箍筋平均锈蚀率约为4%。 （4）腐蚀后的小偏心受压柱，其破坏形态与未腐蚀柱基本相同，最终均为靠近轴压力一侧的混凝土压碎、钢筋屈服导致试件破坏。试件破坏前无明显变形和预兆，腐蚀柱的脆性破坏较未腐蚀柱更为显著。在本文的初级腐蚀程度下，腐蚀后的小偏心受压柱的极限承载力略低于未腐蚀试件，下降幅度约在5%~10%之间。由于腐蚀后混凝土开裂及钢筋的锈蚀，小偏心受压柱强度和刚度均出现了微小降低。 （5）加固柱没有出现类似未加固柱荷载突降的明显脆性破坏特征，受约束的混凝土在达到其抗压强度之后，开裂膨胀，受到约束后其强度继续增加，随着变形的进一步增大，加固用碳纤维布出现撕裂破坏，荷载出现突降。破坏时，柱身出现较大的挠曲变形，靠近轴向力一侧的受压钢筋屈服，远离轴向力一侧的混凝土开裂，体现出部分延性破坏的特征。 （6）由本文加固试件试验结果可知，在初级腐蚀程度下，使用碳纤维布加固钢筋混凝土小偏心受压柱能够有效地提高其承载能力，采用间隔粘贴单层碳纤维布加固的试件极限承载力提高幅度约为10%，采用间隔粘贴双层碳纤维布加固的试件极限承载力提高幅度约为15%，采用满贴单层碳纤维布加固的试件极限承载力提高幅度为20.04%（未腐蚀同类型加固柱提高13.91%），采用满贴双层碳纤维布加固的试件极限承载力提高幅度约为25%。 （7）加固小偏心受压柱的横向碳纤维布，加载前期，其应变很小，随荷载的逐级增加而增长，至最大荷载，混凝土的峰值强度附近，纵向应变增长到2000με~4000με左右，随后，试件刚度降低，受压区破坏处混凝土膨胀，横向碳纤维布