箍筋锈蚀对约束混凝土应力—应变关系的影响研究

论文摘要

在对锈蚀箍筋约束混凝土相关力学性能研究之前,首先应当确定锈蚀箍筋对约束混凝土应力-应变关系的影响,因为混凝土的应力-应变关系是混凝土材料的基本力学性质,是钢筋混凝土结构的强度、变形理论的基础。因此,研究箍筋锈蚀对约束混凝土应力-应变关系的影响具有重要的研究意义,可以为现有钢筋混凝土结构耐久性评定和剩余寿命预测提供更加详尽的理论依据。本文针对钢筋混凝土构件中仅箍筋均匀锈蚀的情况,在已有研究成果的基础上,根据混凝土中箍筋约束作用的特点,分析得到了锈蚀螺旋箍筋和锈蚀矩形箍筋对核心混凝土有效侧向约束作用的理论公式,并在不考虑箍筋锈蚀造成的混凝土保护层锈裂损伤的前提下,以过镇海约束混凝土应力-应变全曲线模型为基础,建立了锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变全曲线的理论模型；针对箍筋均匀锈蚀情况,利用ANSYS有限元软件,采用对箍筋周围混凝土施加均匀锈胀力的方法模拟了混凝土保护层锈裂损伤情况,并回归给出了箍筋锈蚀程度与保护层锈裂损伤程度的关系；基于有限元分析结果,讨论了箍筋锈蚀引起的保护层锈裂损伤对约束混凝土应力-应变全曲线的影响,并建立了理论模型；对箍筋锈蚀后因素的组合效应进行了分析,并建立了组合因素作用下的约束混凝土应力-应变全曲线模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状及水平
• 1.2.1 锈蚀钢筋混凝土研究的手段和方法
• 1.2.2 锈蚀钢筋的力学性能研究
• 1.2.3 约束混凝土的研究现状
• 1.2.4 箍筋锈蚀的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 参考文献
• 第2章 锈蚀箍筋对约束混凝土应力-应变关系的影响
• 2.1 锈蚀箍筋对核心混凝土有效侧向约束的确定
• 2.1.1 箍筋约束混凝土的受力机理
• 2.1.2 锈蚀箍筋对核心混凝土有效侧向约束的确定
• 2.2 锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变全曲线的理论模型
• 2.2.1 受矩形箍筋约束混凝土的研究成果
• 2.2.2 理论模型的建立
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第3章 锈蚀箍筋约束混凝土保护层损伤的数值分析
• 3.1 概述
• 3.2 有限元分析方法
• 3.2.1 单元选择
• 3.2.2 混凝土的本构关系和破坏准则
• 3.2.3 模型概况
• 3.2.4 保护层锈裂损伤度的定义
• 3.3 箍筋锈蚀对保护层锈裂深度的影响及参数分析
• 3.3.1 有限元分析结果
• 3.3.2 影响因素分析
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第4章 保护层锈裂损伤对约束混凝土应力-应变全曲线的影响
• 4.1 保护层对约束混凝土应力-应变关系的影响
• 4.1.1 已有研究成果
• 4.1.2 保护层锈裂损伤对混凝土应力-应变关系的影响
• 4.2 箍筋锈蚀对混凝土应力-应变关系的影响
• 4.2.1 对两种因素组合效应的分析
• 4.2.2 组合因素作用下的约束混凝土应力-应变全曲线模型
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 有待解决的问题
• 致谢