论文题目: 锈损后钢筋混凝土疲劳耐久性若干问题的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 彭修宁
导师: 韦树英
关键词: 疲劳,混凝土耐久性,均匀腐蚀,非均匀腐蚀,剩余强度,粘结锚固强度
文献来源: 广西大学
发表年度: 2005
论文摘要: 钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构或构件耐久性的重要因素之一。疲劳荷载作用下锈后钢筋(尤其是因非均匀锈蚀而产生的局部锈坑)会使钢筋本身的性能产生劣化,同时锈蚀还会对疲劳荷载作用下钢筋混凝土构件中钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能产生影响。本文在较充分分析了国内外研究成果的基础上,共进行了有关锈损后钢筋混凝土疲劳耐久性三个方面的研究:一是对经疲劳荷载损伤后未锈及产生局部锈坑建筑用钢筋的性能劣化进行了试验研究及相关的理论分析;二是对疲劳荷载作用下锈后钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能劣化进行了试验研究和分析;三是对产生锈坑后钢筋混凝土构件的疲劳可靠度进行了研究,基于试验数据和工程实际的需要,经过分析提出了宏电池腐蚀后钢筋疲劳寿命预测的实用模型。 首先,文章对未锈及产生局部锈坑钢筋经受设定疲劳荷载损伤后的剩余静强度劣化进行了试验研究。在分析了疲劳损伤后未锈钢筋静强度试验数据的基础上提出了基于剩余强度的混凝土用钢筋疲劳极限的测定方法;分析了疲劳荷载作用下锈蚀量及锈坑二维尺寸对钢筋剩余静强度的影响,求得了S-N曲线中C参数随锈蚀量的劣化规律;根据试验结果及工程实践,针对钢筋局部锈坑的特点,本文提出了描述其尺寸的二维模型(以往对钢筋混凝土耐久性的研究只注重钢筋锈蚀的深度(一维尺寸)),根据钢筋锈蚀的过程及电化学原理,推导出了锈坑二维尺寸的数学表达式;根据混凝土用钢筋产生局部锈坑后的试验结果及特性,导出了钢筋局部锈坑处应力强度因子的计算表达式。 其次,通过钢筋开槽内贴应变片直流电室内快速锈蚀法对疲劳荷载作用下锈后钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能劣化规律进行了研究,得出了试件疲劳加载次数、钢筋锈蚀量及钢筋与混凝土之间滑移关系,得到了钢筋粘结
论文目录:
第一章 前言
§1.1 问题的提出及研究意义
§1.2 国内外研究现状
1.2.1 疲劳荷载作用下混凝土碳化的研究
1.2.2 疲劳荷载作用下混凝土中钢筋锈蚀的研究
1.2.3 疲劳荷载作用下锈蚀后钢筋混凝土构件力学性能的研究
1.2.4 疲劳荷载作用下构件的耐久性设计
1.2.5 疲劳荷载作用下混凝土构件耐久性评估及使用寿命预测
§1.3 本文的选题、主要工作及创新点
1.3.1 本文的选题
1.3.2 本文的主要工作及创新点
参考文献
第二章 未锈及产生局部锈坑钢筋疲劳性能的试验研究
§2.1 未锈及产生局部锈坑后钢筋的试验研究
2.1.1 基于剩余强度混凝土用钢筋疲劳极限测定方法及未锈钢筋的试验研究
2.1.2 产生局部锈坑后钢筋疲劳性能劣化的试验研究
§2.2 结语
参考文献
第三章 局部锈坑处纵向尺寸的二维模型及其应力强度因子
§3.1 钢筋锈蚀损伤机理
3.1.1 基本假定
3.1.2 钢筋锈蚀基本过程
§3.2 宏电池腐蚀时钢筋锈蚀量的计算模型
§3.3 钢筋腐蚀量的表示方法及锈坑尺寸二维模型
3.3.1 钢筋腐蚀量的现有表示方法
3.3.2 钢筋宏电池腐蚀(局部锈坑)纵向尺寸的二维模型表示方法
§3.4 锈坑处的应力强度因子
3.4.1 疲劳裂纹的扩展率与应力强度因子
3.4.2 宏电池腐蚀后钢筋锈坑处的Ⅰ型应力强度因子
§3.5 结语
参考文献
第四章 疲劳荷载下锈后钢筋与混凝土粘结锚固性能退化的试验研究
§4.1 试验目的、技术要求与过程
4.1.1 试验目的
4.1.2 试验技术要求
4.1.3 试件的设计和制作
4.1.4 试验过程
§4.2 试验结果分析
4.2.1 试件循环加载次数、锈蚀量-滑移关系特征参数
4.2.2 钢筋纵向内部应力分布规律
4.2.3 试件破坏形态
§4.3 结论
参考文献
第五章 宏电池腐蚀后钢筋疲劳寿命预测工程模型
§5.1 结构材料的S-N曲线
§5.2 等幅疲劳荷载下锈坑引起的S-N曲线中C参数下降规律的研究
5.2.1 基本假定
5.2.2 φ(t)值的求取
5.2.3 C参数劣化与文献[4]的比较
§5.3 产生宏电池腐蚀后钢筋疲劳寿命的工程预测模型
5.3.1 现有疲劳寿命分析模型
5.3.2 产生宏电池腐蚀后钢筋疲劳寿命的工程预测模型
§5.4 结语
参考文献
第六章 宏电池腐蚀后钢筋混凝土构件的疲劳可靠度
§6.1 概述
§6.2 结构构件或结构材料的疲劳特性描述
6.2.1 结构构件或材料的S-N曲线
6.2.2 结构构件或材料的疲劳累积损伤法则
§6.3 宏电池腐蚀后钢筋混凝土受弯构件的疲劳性能劣化
6.3.1 未锈钢筋混凝土构件的疲劳性能
6.3.2 宏电池腐蚀(产生局部锈坑)后钢筋混凝土构件的疲劳性能
§6.4 钢筋混凝土受弯构件的疲劳可靠度
6.4.1 等幅荷载作用下钢筋混凝土受弯构件的疲劳可靠度
6.4.2 宏电池腐蚀(产生局部锈坑)后钢筋混凝土受弯构件的疲劳可靠度
§6.5 结语
参考文献
第七章 总结与展望
§7.1 本文的主要研究成果
§7.2 研究展望
致谢
攻读博士学位期间发表的论文(含已投稿)
攻读博士学位期间参与的科研项目
作者简介
发布时间: 2005-07-21
参考文献
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