锈蚀钢骨混凝土抗弯性能分析-analysis of flexural behavior of corroded steel reinforced concrete.docxVIP

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锈蚀钢骨混凝土抗弯性能分析-analysis of flexural behavior of corroded steel reinforced concrete

声 明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中 取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与 我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名:日期:学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用 学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者 和导师同意网上交流,请在下方签名;否则视为不同意。)学位论文作者签名:导师签名:日期:日期: 第一章 概述钢骨混凝土(SRC)结构[1] 是指在钢筋混凝土内部埋设型钢的一种结构,钢骨混凝 土中的钢骨除采用扎制型钢外,还广泛使用焊接型钢,并且还配合使用钢筋和箍筋,为 此,这种结构可以做成品种繁多的构件,更可以组成各种结构。它可以是梁、柱、板、 墙等组合构件,埋置的焊接钢构件可以是实腹式工字钢,也可以是格构式的钢构件,这 种结构使钢骨与混凝土各自强度得到提高,特别是由于钢骨的存在,改善了结构或构件 的延性,提高了结构的抗震能力,其截面形式见图 1-1。(a)实腹式钢骨混凝土柱(b)空腹式钢骨混凝土柱(c)实腹式钢骨混凝土梁(d)空腹式钢骨混凝土梁图 1-1 钢骨混凝土结构构件截面1.1 钢骨混凝土结构的研究和应用情况1.1.1 国外的研究和应用情况钢骨混凝土结构在不同国家有不同的叫法,日本称之为钢骨钢筋混凝土结构,美国 等西方国家称之为混凝土包钢结构,前苏联称之为劲性钢筋混凝土结构。日本对 SRC 结构进行广泛研 究是从第二次世界大战后开始的,在战后的修复中, SRC 结构建筑物不断涌现,由于建立设计方法的需要,促进了对结构体系的系统研究。 1951~1956 年,日本主要研究了 SRC 梁的抗弯性能、SRC 柱的偏压性能、SRC 梁和柱 的剪切性能、SRC 梁柱节点抗剪性能及钢骨与混凝土的粘结性能等,取得了可喜的研究 成果,并以这些研究成果为基础,日本建筑学会于 1958 年制定了以累加强度为基本体系的《钢骨混凝土规范》。到 20 世纪 60 年代,在一次地震中发现许多钢筋混凝土柱发生了 剪切破坏,而 SRC 结构的损坏极其轻微,由此促进了对 SRC 构件的剪切性能的进一步研究,并取得了防止剪切破坏的措施。1963 年,日本对 1958 年《钢骨混凝土规范》进行了第一次修订,修订后的内容与第一版基本相同,只是对有关剪力计算条文给出了具 体的计算公式,并在柱子部分的说明中给出了钢骨和钢筋为非对称配置时的累加强度计 算公式。1970 年以后,日本又一次掀起了对 SRC 结构的研究热潮,研究重点是构件达 到最大强度后的延性及滞回特性等。1975 年又一次对《钢骨混凝土规范》进行了较大的 修订,修订后的规范要求停止使用延性较差的空腹式钢骨,并建议采用实腹式钢骨。 欧美于本世纪初就开始对 SRC 结构进行研究,而对 SRC 结构进行大量研究是从 20 世纪 50 年代开始的,是最早对钢骨混凝土结构进行研究的国家,20 世纪初,西方国家 为提高钢结构的防火性能,应用了钢骨外包混凝土的钢骨混凝土柱。随后不久,人们便 认识到这种组合柱比纯钢柱的刚度要高。1920 年加拿大学者 Mackay 进行了混凝土内埋 钢骨的空腹式钢骨混凝土梁的试验,并且认为钢骨与混凝土具有协同工作的性能。1920 年至 1930 年,美国、英国和欧洲一些国家相继进行了这方面的研究,对不使用连接件的 梁进行的试验结果表明,混凝土内埋钢骨的构件,在缓慢荷载的作用下能够确保组合的 作用,但对于仅仅是钢骨的上翼缘埋置在混凝土内的构件,在变化荷载的作用下,与混 凝土的自然粘结是不可靠的。从欧美国家的多、高层建筑应用钢骨混凝土的情况来看, 主要还是采用钢梁和钢骨混凝土柱混合使用的结构体系,例如, 1982 年建成的休斯顿 First City Tower(49 层,高 207m),其结构体系采用钢骨混凝土内筒(内柱采用钢柱), 外框采用钢梁与钢骨混凝土柱组合的框架形式,从更广泛的意义上讲,欧美国家对于钢 骨混凝土结构在桥梁、公路设施、海洋工程中的应用胜于在建筑结构中的应用。大约在 70 年代中期,英 国一些学者通过试验和理论分析,证明了利用纯钢柱的欧洲曲线并引入 新长细比定义这一方法来计算 SRC 柱的轴向破坏荷载是行之有效的。对 SRC 梁,英国 钢结构规范按组合截面进行修正,忽略混凝土抗拉强度。欧洲共同体组织 (ECCS-CEB-FIP-IABSE)建议将 SRC 梁按照钢骨腹板以及受压翼缘的钢板是否具有足

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