锈蚀钢筋混凝土结构粘结性能试验及有限元分析

发布时间：2023-10-12 02:56

　　钢筋混凝土RC结构是基建行业中最常用到的结构形式之一。RC结构不仅具有造价优势,而且结构刚度大,协同工作性能良好。对于RC结构来说,良好的粘结性能对于结构能够发挥正常使用功能有着关键的“基石”作用。但是,在RC结构长期服役周期内,由于各种侵蚀介质特别是氯离子侵蚀,引起的结构中钢筋锈蚀,导致结构粘结性能退化和承载能力降低,从而影响结构耐久性和服役寿命。因此,对钢筋锈蚀后RC结构的粘结性能退化的研究具备现实意义和工程价值。目前,国内外关于锈蚀对RC结构粘结滑移影响的研究主要采用试验和数值模拟分析。近些年,随着计算机和有限元软件的快速发展,除试验方法外,数值模拟方法也得到了广泛采用。本文以已有相关研究为基础,从试验和有限元分析的角度,针对钢筋锈蚀后RC结构的粘结性能变化规律进行研究。主要研究内容如下:(1)利用外加直流电源加速锈蚀的方法获得了不同锈蚀率的高强钢筋混凝土拉拔试件,并对其进行中心拔出试验,研究了低锈蚀率情况下高强钢筋混凝土试件粘结强度和粘结滑移关系的变化规律。进一步结合以往试验数据及成果,获得了相对完整的粘结应力-滑移本构关系。(2)通过有限元软件对不同锈蚀率下的拉拔试件进行了有...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRCT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 结构耐久性及钢筋锈蚀研究
        1.2.1 氯离子侵蚀
        1.2.2 钢筋锈蚀及破坏机理
    1.3 钢筋混凝土粘结滑移研究现状
        1.3.1 粘结滑移试验研究方法
        1.3.2 粘结滑移研究现状
        1.3.3 粘结滑移本构关系研究现状
    1.4 粘结滑移有限元数值模拟研究现状
        1.4.1 直接模拟方法
        1.4.2 间接模拟方法
    1.5 本文的研究意义及主要研究内容
第2章 锈蚀高强钢筋粘结滑移试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验方案
        2.2.1 试件设计
        2.2.2 试验材料
        2.2.3 电化学腐蚀
        2.2.4 试验加载及数据测量
        2.2.5 试验加载
    2.3 试验现象及数据分析
        2.3.1 试件破坏特征
        2.3.2 试验结果分析
    2.4 本章小结
第3章 锈蚀钢筋混凝土粘结滑移数值模拟
    3.1 引言
    3.2 钢筋混凝土模型
    3.3 中心拉拔试件ANSYS数值模拟
        3.3.1 单元简述
        3.3.2 材料参数
        3.3.3 实常数
        3.3.4 有限元模型及求解
        3.3.5 结果及分析
    3.4 考虑粘结滑移锈蚀钢筋混凝土梁的数值模拟
        3.4.1 模型试件概况
        3.4.2 有限元模型
        3.4.3 计算结果及分析
    3.5 本章小结
第4章 锈蚀RC结构粘结滑移的间接模拟
    4.1 引言
    4.2 粘结滑移模型
    4.3 均匀锈蚀时钢筋应力-滑移关系
        4.3.1 线性阶段(第一阶段)
        4.3.2 劈裂阶段(第二阶段)
        4.3.3 退化阶段(第三阶段)
        4.3.4 残余阶段(第四阶段)
    4.4 非均匀锈蚀时钢筋应力-滑移关系
        4.4.1 线性阶段(第一阶段)
        4.4.2 劈裂阶段,退化阶段和残余阶段
    4.5 修正钢筋本构模型
        4.5.1 有效屈服强度与硬化模量
        4.5.2 钢筋应力-滑移关系
        4.5.3 修正钢筋本构模型
    4.6 试验验证
        4.6.1 试验及试件概况
        4.6.2 建立有限元模型
        4.6.3 结果分析
        4.6.4 影响因素分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3853313