上海交通大学硕士学位论文局部锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力的分析研究姓名：陈晓晨申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：刘西拉20070301局部锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力的分析研究 摘 要 钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。锈蚀引起构件 性能退化主要表现为材料的截面损伤、力学性能下降以及钢筋和混凝土 间粘结力的退化，其中，如何考虑粘结退化，特别是局部粘结力退化对 构件承载力的影响，现在是未能解决的难题。 为研究粘结退化的影响，本文设计了一组局部无粘结梁的承载力试 验，研究了不同配筋率、不同无粘结长度时梁的受力性能；通过对试验 结果的分析，文中引入了梯形累积变形区域的概念，提出了局部无粘结 梁抗弯承载力的计算方法；在此基础上，综合考虑钢筋锈蚀对构件承载 力的影响，本文建立了局部锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力的计算模型， 并利用一些试验结果对模型进行了验证；根据理论分析结果，文末给出 了局部锈蚀钢筋混凝土梁承载力试验的设计建议。 关键词：钢筋混凝土梁，粘结退化，局部锈蚀，局部无粘结，抗弯性能， 承载力 STUDY ON THE BENDING CAPACITY OF LOCALIZED CORRODED REINFORCED CONCRETE BEAMS ABSTRACT Corrosion of reinforcement bar is one of important factors that affects the durability of concrete structures. The influence on the performance of structural members due to corrosion mainly in damage of cross sections and reduction of mechanical properties, as well as bond deterioration between reinforcement bar and concrete. How to consider the effect of bond deterioration, especially for localized corrosion, is remain unsolved. In order to study the influence of localized bond deterioration, a group of specimens on localized unbonded beams was carried out, and the bearing behavior of beams under different reinforced ratios and unbonded lengths was shown. By analysis of the experimental data, the concept of trapezoidal accumulated deformation zone was introduced to consider the effect of local bond loss. Based on the research results, a computational model was provided to evaluate the bearing capacity of localized corroded beams. Some other experimental results were used to verify model. According to theoretical analysis, some suggestions were also given for further experimental research of localized corroded beams. KEY WORDS: Reinforced Concrete Beam, Bond Deterioration, Localized Corrosion, Localized Unbonded, Flexural Behavior, Bearing Capacity 图片目录 图 1-1 影响混凝土结构耐久性的因素74 图 1-2 混凝土结构耐久性的研究内容84 图 1-3 混凝土结构性能退化过程示意图76 图 1-4 钢筋锈蚀对钢筋混凝土构件性能的影响途径 7 图 2-1 局部无粘结梁的截面尺寸及配筋14 图 2-2 试验加载装置15 图 2-3 试验应变片布置 16 图 2-4 L-3 系列梁的裂缝分布图17 图 2-5 梁的荷载-挠度曲线 18 图 2-6 跨中钢筋荷载-应变图19 图 2-7 跨中截面混凝土的应变分布20 图 3-1 无粘结段内混凝土的截面应变24 图 3-2 粘结破坏前后的累积变形区域27 图 3-3 受拉钢筋的变形与应变28 图 3-4 弹塑性变形区内混凝土的应力与应变29 图 3-5 弹性变形区内混凝土的应力与应变31 图 3-6 全截面受压区混凝土的截面应变32 图 3-7 反向弯曲区内混凝土的截面应变33 图 3-8 无粘结区段长度对梁的承载力的影响38 图 3-9 纯弯段长度对梁的承载力的影响39 图 3-10 受拉区配筋率对梁的承载力的影响40 图 3-11 粘结破坏后的应变重分布46 图 4-1 拉区长度 ls的确定52 图 4-2 局部锈蚀梁的变形协调关系53 图 4-3 局部锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力的计算框图 55 图 4-4 梁的加载形式（文献47试验）56 图 4-5 梁式试件 BD（BDU） （文献48试验）58 图 4-6 梁内配筋与加载形式（文献49试验）59 图 4-7 局部锈蚀梁的通电方案64 附图 1 试验仪器布置69 附图 2 油泵加载装置64 附图 3 加载装置的液压传感器64 附图 4 应变片数据采集箱