苏佶智 邢国华 马煜东 刘伯权



反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱力学性能研究1

苏佶智 邢国华 马煜东 刘伯权

（长安大学，建筑工程学院，西安 710061）

采用有限元软件ABAQUS，以锈蚀率（0%、5%、10%、15%和20%）为变量，对5根钢筋混凝土柱的力学性能进行了数值模拟，研究各试件的滞回性能、骨架曲线、延性及耗能能力，分析钢筋锈蚀率对承载力、延性、耗能和塑性铰转动能力的影响。研究结果表明：模拟分析得到的锈蚀钢筋混凝土柱的强度和变形与试验结果吻合较好，建立的有限元模型可用于锈蚀钢筋混凝土柱的力学性能分析；混凝土开裂前，锈蚀构件的力学性能基本与未锈蚀构件相同，混凝土开裂后，构件的承载力、屈服荷载、极限位移、延性等均随钢筋锈蚀率的增大而降低；轻度锈蚀构件的滞回性能和破坏形式与未锈蚀构件类似，随着钢筋锈蚀率逐渐增大，滞回环的饱满程度降低，“捏拢”现象严重，滞回曲线由“弓形”逐渐发展成“反S形”，耗能能力降低，破坏形式趋于脆性破坏，位移延性系数、平均耗能系数等指标逐渐下降。

锈蚀 钢筋混凝土柱 力学性能 数值模拟

引言

钢筋混凝土结构在设计使用年限内受到自然环境、使用环境及自身裂化发展的影响，必然会出现不同程度的耐久性损伤。损伤逐步累积，最终导致结构耐久性降低、承载力下降、力学性能退化。在诸多影响结构耐久性的因素中，钢筋锈蚀最为重要（Mehta，1991），主要体现在以下2个方面：①锈蚀使钢筋的有效截面面积和力学性能受到损失，使其与混凝土之间的胶结能力和咬合作用减弱，导致混凝土结构承载能力降低；……