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钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土结构破坏和失效最主要的因素之一,同时也是造成世界范围内因对基础设施进行检测、维护、修护与拆除而产生巨额费用最主要的原因之一。如今对钢筋混凝土结构的维护与修护日益重要,为了提高钢筋混凝土结构的耐久性并减小其维护费用,需要了解钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构材料性能和承载力的影响,建立锈蚀钢筋混凝土结构承载力的分析方法,最终制定锈蚀钢筋混凝土结构的修复方案。本论文在“国家自然科学基金资助项目[51078334]”和“北京市自然科学基金重大项目[8100001]”的支持下,研究了荷载和硫酸盐共同作用下锈蚀钢筋混凝土结构承载力等问题,具体研究内容如下: 1.基于混凝土徐变、收缩分析模型(B3模型),以考虑混凝土徐变收缩影响的混凝土受压应力-应变关系为基础,建立了持续荷载下混凝土抗压强度的时效模型。基于损伤理论,通过考虑持续荷载和硫酸盐共同作用对混凝土有效应力的影响,建立了持续荷载和硫酸盐共同作用下混凝土抗压强度的时效模型。 2.基于受均匀分布压力作用的厚壁圆筒模型,对不同约束条件下混凝土对钢筋的径向约束力进行了分析,通过锈蚀钢筋混凝土粘结破坏时的极限状态分析,建立了锈蚀后钢筋与混凝土之间粘结强度的分析模型。 3.基于锈蚀钢筋与混凝土之间粘结强度将锈蚀钢筋混凝土梁重新定义为粘结完好梁、粘结退化梁和粘结失效梁。对于粘结退化梁,以锈蚀时钢筋与混凝土之间粘结强度与未锈时钢筋与混凝土之间粘结强度的相对大小为基础,提出了粘结退化梁正、斜截面承载机制中的梁作用和拱作用,最终建立了粘结退化梁正、斜截面承载力分析模型;对于粘结失效梁,建立了钢筋应力与弯曲荷载之间的关系,提出了锈蚀钢筋混凝土梁粘结锚固破坏时承载力的计算方法。 4.对硫酸盐侵蚀与持续荷载共同作用下的钢筋混凝土梁进行了静力加载试验,将静力加载试验后锈蚀钢筋混凝土梁的未开裂部分制作成钢筋混凝土拔出试件,进行锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能试验。以粘结性能试验结果为基础,对本文提出的锈蚀后钢筋与混凝土之间粘结强度的理论模型进行了修正,并对本文提出的锈蚀钢筋混凝土梁正截面承载力分析模型进行了验证,结果表明,本文该模型可有效预测荷载与硫酸盐侵蚀共同作用下锈蚀钢筋混凝土梁的正截面承载力。