纵筋锈蚀对后张混凝土梁预应力筋应力的影响规律

为探究非预应力筋锈蚀对预应力筋应力的影响,记录了试验梁在不同锈蚀环境下180 d的应力值.通过通电-氯盐溶液干湿循环方式,加速预应力混凝土试验梁内非预应力纵筋锈蚀,并采用振弦式锚索测力计测试梁内预应力筋应力.试验结果发现:预应力筋应力变化值与环境温度密切相关;与大气环境中静置的试验梁相比,干湿循环会增大预应力筋应力,并且在研究期限内,预应力筋应力持续增长,变化值最大为42.6 MPa,这与混凝土湿胀和盐胀的特性相关;纵筋锈蚀及其引起的混凝土截面损伤会使混凝土轴心放置的预应力筋应力下降31.5%;所建立纵筋锈蚀率与预应力筋应力变化值之间的关系模型与试验测试结果较为吻合.因此,纵筋锈蚀对预应力混凝土梁内预应力筋应力产生显著影响,需要在设计和维护中予以考虑.

纵筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究

通过6根锈蚀程度不同的钢筋混凝土简支梁和2根无锈蚀对比梁抗剪性能试验,研究了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面破坏过程和特征,结果表明:纵筋锈蚀造成混凝土和钢筋之间粘结能力下降,纵筋和混凝土之间容易出现滑移,裂缝开展较快;纵筋锈蚀降低了受弯构件抗弯刚度和受剪承载力。

锈蚀钢筋混凝土黏结滑移本构模型及数值模拟应用

为研究纵筋与箍筋共同锈蚀对钢筋混凝土黏结性能的影响,采用电渗—恒电流—干湿循环的加速锈蚀方法对25个钢筋混凝土(RC)试件进行锈蚀,进而对其进行拉拔试验,研究了纵筋锈蚀、箍筋锈蚀、保护层厚度和箍筋间距等参数对黏结性能的影响规律。分析了锈蚀对混凝土与钢筋界面间黏结力的影响,将黏结性能退化归因于材料性能退化和约束效应退化,基于试验数据,建立并验证了一个考虑设计参数、纵筋及箍筋共同锈蚀的修正黏结滑移本构模型。结合所提本构模型及微元算法建立了锈蚀纵筋应力-滑移模型,基于OpenSees平台,将所建模型应用于零长度截面单元中,通过串联纤维梁柱单元与零长度截面单元建立了考虑黏结滑移变形的锈蚀RC构件数值模型,根据锈蚀RC柱拟静力试验数据对该模型的准确性进行验证,并采用仅考虑锈蚀损伤的纤维模型进行辅助验证。结果表明:混凝土与钢筋界面间黏结力随锈蚀程度的增加呈先上升后下降的趋势,增加保护层厚度可略微增加黏结强度,而箍筋加密对黏结强度提升明显;与纤维模型相比,所建锈蚀RC纤维模型承载力、累计耗能和极限位移误差分别降低12.8%、23.5%和14.2%,表明所建模型可合理计算钢筋滑移的贡献且准确预测锈蚀RC柱地震整体响应。