锈蚀箍筋约束混凝土柱低周反复荷载试验研究.pdf
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1、1 2 四川建筑科学研究 S i c hu a n Bu i l di n g Sc i e n c e 第 3 9卷第 6期 2 0 1 3 年 1 2月 锈蚀箍筋约束混凝土柱低周反复荷载试验研究 陈茗宇, 牛荻涛, 李 强 ( 西安建筑科技大学土木工程学院, 陕西 西安7 1 0 0 5 5 ) 摘要: 通过电化学方法对混凝土柱内箍筋进行实验室加速腐蚀试验, 得到箍筋锈蚀程度不同的混凝土柱试件, 进 一 步开展了箍筋锈蚀约束混凝土柱低周往复加载试验, 研究了箍筋锈蚀造成 的混凝土损伤 、 箍筋的锈蚀形态以及 箍筋锈蚀对钢筋混凝土柱破坏过程和破坏形态的影响。试验结果表明: 混凝土构件中箍筋在
2、转角部位锈蚀严重, 混凝土保护层的开裂是以构件角部顺纵筋开裂为主 ; 箍筋锈蚀产物在 昆 凝土内的扩散、 堆积导致混凝土保护层提 前脱落, 使其对试件承载力的贡献减弱; 箍筋锈蚀程度的不同导致试件破坏过程和最终破坏形态有所差异: 随着箍 筋锈蚀程度的增大, 试件破坏形式由延性较好的弯曲破坏向剪切脆性破坏转变; 箍筋轻微锈蚀构件中钢筋与混凝 土问的粘结作用不受影响。 关键词: 箍筋锈蚀 ; 混凝土柱; 往复荷载; 破坏形态 中图分类号: T U 3 2 3 1 文献标志码: B 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 3 ) O 6 0 1 2 0 4 0引 言 1 试验准备
3、文献 1 2 研究表 明, 由于箍 筋保护层 厚度较 小 , 当混凝土碳化至箍筋 表面时 , 箍 筋首先发生锈 蚀 , 且锈蚀程度较纵筋严重 ; 作为箍筋 的小直径光圆 钢筋受锈蚀影响的敏感性更强 , 当锈蚀率超过 1 0 以后 , 其 应 力一 应 变关 系 曲线 屈 服平 台已基 本 消 失 。箍筋锈蚀后, 对纵筋和核心混凝土的约束能 力减弱 , 不仅对构件的受压屈曲不利, 而且会降低构 件 的延性和刚度, 从而降低构件的抗震性能。因此 , 研究钢筋锈蚀后构件抗震性能的退化规律 , 必须考 虑箍筋锈蚀 的影响。 文献 4 8 对纵筋锈蚀后压弯构件抗震性能进 行了全面研究 , 虽然在试件破形
4、后发现箍筋锈蚀严 重 , 但未对箍筋锈蚀 的影响进行进一步分析研究 , 所 建立的恢 复力模型也未考 虑箍 筋锈蚀 的影 响。 目 前 , 国内外对箍筋锈蚀压弯构件抗震性能研究几乎 空 白。本文拟通过 3根箍筋锈蚀约束钢筋混凝土柱 和未锈蚀钢筋混凝 土柱低周往复加载试验 , 深入分 析箍筋锈蚀对钢筋混凝土柱破坏过程和破坏形态的 影响, 研究压弯构件的力学性能退化规律, 为在役锈 蚀构件的抗震评估和抗震加固提供依据, 指导新建 工程项 目的抗震设计。 收稿 日期 : 2 0 1 2 -0 5 - 0 2 作者简介: 陈茗宇( 1 9 8 6一 ) , 男, 陕西汉中人, 硕士, 研究方向: 混凝
5、 土结构耐久性 。 Ema i l : c j _ 0 1 0 9 1 6 3 e o m 1 1 试件设计与制作 本试验共制作钢筋混凝土柱 4个 , 编号分别为 R C 一 1 、 R C 2、 R C 3 、 R C - 4 , 其中 R C 1 为未锈蚀对 比试 件 ; 箍筋间距 、 直径分别 为 7 0 mm、 8 m m, 保护层厚 度为 1 5 m m。试件尺寸及钢筋配置如图 1所示 , 采 用钢筋的力学性能见表 1 。 图 1 试件 尺寸及 配筋 表 1 钢筋力学性 能参数 各试件混凝土强度设计等级均为 C 2 5 , 水泥采 用 P 0 3 2 5级水泥, 搅拌水为自来水, 粗
6、骨料为天 然碎石 , 最大粒径尺寸为 1 5 m m, 试验用河砂为天然 中砂 ; 配 合 比 ( 按 重 量 ) 为 水 泥 : 水 : 砂 - 石 子 = 1 : 0 4 8 : 1 7 9 : 3 0 4 。钢筋骨架绑扎时 , 为避免纵筋 锈蚀, 采用绝缘胶带将箍筋与纵筋隔离。将浇筑好 的试件静置4 8 h 后拆模, 在自然环境下浇水养护2 8 天。在试件制作的同时预留标准混凝土立方体试 陈茗宇 , 等: 锈蚀箍筋约束混凝土柱低周反复荷载试验研究 1 5 低周往复加载试验中发现, 锈蚀较轻试件混凝土保 护层脱落形式与完好试件基本一致, 主要为块状脱 落, 而锈蚀严重试件则主要为片状形式脱
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