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锈蚀钢筋混凝土矩形梁裂缝间距与宽度的试验研究

作　者: 张融
导　师: 张克波
学　校: 长沙理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢筋混凝土梁 裂缝间距 锈蚀率 灰色理论 裂缝宽度
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


混凝土结构裂缝特征以及开展形态是桥梁结构评估与评定普遍关注的问题,钢筋锈蚀导致构件受力性能的变化,已是公认的钢筋混凝土结构耐久性最重要的影响因素之一,对锈蚀的钢筋混凝土构件裂缝特征的研究显得尤为重要。本文结合国家自然科学基金项目(50478032)“既有钢筋混凝土桥梁时变可靠度研究”,主要进行了以下研究工作:1.在考虑影响裂缝间距的各主要因素的基础上,用正交设计法制作了48片混凝土梁试件,结合实验数据,详细阐述了试验室条件下钢筋混凝土矩形梁依锈蚀率变化的破坏过程、探讨了锈蚀钢筋梁对裂缝间距分布影响机理,以及试件在静载试验中的裂缝间距分布依锈蚀率变化的特点;2.归纳了不同钢筋截面形式、不同锈蚀率下混凝土梁的破坏形态以及裂缝开展特点等实验现象,简要分析其机理。通过对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)和《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的分析与对比,依据截面形式的不同引入锈蚀影响系数k对两规范计算裂缝宽度的公式进行修正;3.采用灰色关联分析法分析了现行裂缝间距公式中各主要影响因素的重要程度,建立钢筋锈蚀率与平均裂缝间距的GM(1,2)灰色模型。研究表明,随着锈蚀率的增大,裂缝间距总体趋势也变大;锈蚀引起的粘结性能退化改变了受弯构件破坏机理;钢筋锈蚀是比混凝土抗拉强度对裂缝间距分布影响更为重要的因素。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 立题背景与研究意义  10-11
  1.2 钢筋混凝土锈蚀破坏研究现状  11-13
  1.3 灰色理论及应用研究现状  13-14
  1.4 本文研究的主要内容  14-16
第二章 锈蚀钢筋混凝土裂缝间距理论  16-34
  2.1 钢筋混凝土裂缝间距分析理论  16-18
  2.2 粘结机理及试验方法  18-21
    2.2.1 粘结机理  18-20
    2.2.2 试验方法  20-21
  2.3 钢筋锈蚀机理  21-25
    2.3.1 锈蚀机理  22
    2.3.2 混凝土由于钢筋锈蚀开裂破坏过程  22-24
    2.3.3 混凝土由于钢筋锈蚀开裂破坏模式  24-25
  2.4 锈蚀钢筋混凝土梁裂缝分布特点  25-29
    2.4.1 裂缝的发生、分布和开展的机理  25-27
    2.4.2 裂缝平均间距计算理论  27-29
  2.5 裂缝间距影响因素  29-33
    2.5.1 锈蚀对粘结性能的影响  30-31
    2.5.2 混凝土强度的影响  31
    2.5.3 钢筋外形特征的影响  31
    2.5.4 d/p 的影响  31-32
    2.5.5 保护层的影响  32
    2.5.6 其他因素的影响  32-33
  2.6 本章小结  33-34
第三章 灰色系统理论  34-45
  3.1 灰色系统理论概述  34-35
  3.2 灰色关联度  35-36
  3.3 灰色预测  36-38
  3.4 提高模型精度的几种方法  38-41
    3.4.1 累加生成  38
    3.4.2 数据变换  38-39
    3.4.3 调节级比  39-40
    3.4.4 背景值的优化  40
    3.4.5 保凹凸性  40-41
  3.5 GM(L,L)模型  41-44
    3.5.1 GM(l,l)建模方法  41-42
    3.5.2 GM(l,l)预测一般步骤及其评价  42-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章 试验研究  45-75
  4.1 梁试验概况  45-49
    4.1.1 试件  45-46
    4.1.2 加载装置  46-49
  4.2 试验过程及现象  49-57
    4.2.1 锈蚀粱裂缝开展过程  49-51
    4.2.2 锈蚀粱枝状、根状裂缝  51-54
    4.2.3 锈蚀粱混凝土破坏形态  54-57
  4.3 试验数据分析  57-74
    4.3.1 裂缝间距的对比  57-59
    4.3.2 最大裂缝宽度的修正与对比分析  59-65
    4.3.3 裂缝间距灰关联分析及评估  65-70
    4.3.4 建立 GM(1,2)灰色模型  70-74
  4.4 本章小结  74-75
结论与展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
附录  82

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构
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