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在役钢筋混凝土构件服役过程中,有害介质侵蚀、钢筋锈蚀、顺筋裂缝产生及保护层脱落等均是在负载条件下发生的。因此,为准确评估在役锈蚀钢筋混凝土结构使用寿命,探究负载作用下锈蚀钢筋混凝土梁抗力性能的退化机理,建立锈损构件健康状态的评估模型,应同时考虑荷载与环境的共同作用。本文利用课题组自主研发的混凝土梁反力加载试验装置,对不同持续负载水平锈蚀梁的受力性能进行了试验研究,并基于钢筋开槽内贴应变片对梁加载破坏全程中钢筋应变值的监测,着重探讨了梁内锈蚀钢筋与混凝土协同工作性能的演化特性,以及锈损对梁变形、横向受力裂缝和承载力的影响,进而构建了负载锈蚀梁的裂缝宽度、挠度及承载力计算方法和公式。 本研究主要内容包括:⑴温湿度一定时,负载作用对钢筋平均锈蚀率影响不大,但负载水平对钢筋的锈蚀形态有明显影响,负载水平越高,钢筋锈蚀不均匀程度越高。⑵对锈蚀梁而言,锈蚀梁沿截面高度应变分布与空白梁基本相似,加载过程中平截面假定基本成立。⑶对不负载锈蚀梁而言,同级荷载下钢筋平均应变较空白梁小,实测钢筋不均匀系数较空白梁小,粘结强度较空白梁有所提高;对于负载锈蚀梁而言,负载锈蚀后,钢筋沿纵向应变有重分布现象,锈蚀后钢筋应变分布离散性增大,继续加载前几级各截面钢筋应变增量基本不变。⑷负载作用对锈蚀梁挠度和裂缝宽度有明显影响,负载锈蚀过程中挠度增长显著,增量达正常使用阶段挠度总量的30%以上,负载锈蚀作用完成后,梁整体刚度在后续加载过程中的一定荷载范围内有一定程度提高;负载作用越高,纯弯段最大裂缝宽度增量越大,负载锈蚀完成后最大裂缝宽度值是锈蚀前的3倍以上,各负载梁负载锈蚀后最大裂缝宽度在正常使用极限荷载范围内基本不变。针对上述负载锈蚀梁抗力性能劣化特性以及钢筋应变规律,本文建立了此类构件的挠度以及裂缝宽度计算模型,计算结果与试验值吻合较好。⑸对于梁端锚固良好的锈蚀梁,持续负载锈蚀梁极限承载力大于不负载锈蚀梁,当锈蚀梁锈胀裂缝宽度在0.65mm以内时,对于其极限承载力评估,可不考虑协同工作系数的折减,现有锈蚀梁极限承载力评估计算公式计算结果相对保守,偏于安全。