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在役钢筋混凝土构件均受荷载作用,有害介质侵蚀、钢筋锈蚀、顺筋裂缝产生及保护层脱落等耐久性劣化过程都是在各种荷载作用下发生的。因此,为准确评估海洋建筑物使用寿命,探究海洋环境下服役构件抗力性能的演化规律,必需考虑荷载与氯盐环境的耦合作用。 为实现荷载与氯盐环境作用的全过程耦合,自主设计了一套混凝土梁反力加载试验装置,利用该设备通过长达一年时间对13根钢筋混凝土适筋梁进行了锈蚀不持荷、持荷不锈蚀、持荷锈蚀不卸载及持荷锈蚀卸载四种工况下的系统研究。试验结果表明:试验环境温度及荷载对钢筋锈蚀存在影响,温度对平均锈蚀率的影响大,而荷载水平主要影响钢筋锈蚀形态,荷载水平越高,钢筋坑蚀越严重。钢筋锈蚀率、持荷水平及持荷方式等因素对试验梁力学性能均有影响,具体如下: 就裂缝宽度而言:相同条件下不持荷锈蚀梁锈蚀率越大,裂缝宽度越大。持荷不锈蚀梁持荷水平越高,裂缝宽度越大,说明荷载作用能够促进裂缝的开展。持荷锈蚀梁,由于受到锈蚀率和荷载的共同影响,在持荷较小时(45%及以下),裂缝宽度变化主要受锈蚀率影响较大,锈蚀率越大,宽度越大;在持荷较大时(45%以上),裂缝宽度主要受荷载影响较大,荷载越大,宽度越大。在同组试验中,不持荷锈蚀梁比持荷锈蚀梁宽度要大,可能是不持荷锈蚀梁锈蚀率大于持荷锈蚀梁,说明裂缝宽度对锈蚀率的敏感度要高于对荷载敏感度。当锈蚀率相同或相近时,持荷卸载梁比持荷不卸载梁宽度要大,并且随持荷水平的提高,持荷卸载梁宽度增长比持荷不卸载梁增长要快。另外,横向受力裂缝宽度受其数量影响,裂缝条数越多,宽度越大,反之越小。 就挠度而言:在相同条件下不持荷锈蚀梁锈蚀率越大,梁刚度越小,但减小幅度有限。对持荷不锈蚀梁主要受荷载影响较大,持荷水平越高,挠度变化越快,说明荷载作用会降低梁刚度,从而加快挠度变化。对持荷锈蚀梁,因受锈蚀率和荷载耦合作用,对挠度影响较明显,荷载水平高锈蚀率低的梁比荷载水平低锈蚀率高的梁挠度变化较快,这说明锈蚀率比荷载对挠度变形影响更大。当锈蚀率相同或相近时,相同荷载水平作用下,持荷卸载梁挠度增长比持荷不卸载梁要快,而随荷载水平的提高,两者挠度变形趋于一致。同组试验中,不持荷锈蚀梁比持荷锈蚀梁的挠度增长快,这主要是因为不持荷锈蚀梁锈蚀率比持荷锈蚀梁大,另外持荷期内持荷锈蚀梁挠度变化比持荷不锈蚀挠度变化大,进一步说明了锈蚀率对挠度变形较荷载更大。 就剩余承载力而言:对不持荷锈蚀梁,锈蚀率越大,其承载力越低;对持荷 不锈蚀梁,随持荷水平的增加,承载力降低,说明钢筋锈蚀率及荷载作用均能加快构件劣化,降低承载力。对持荷锈蚀梁,在锈蚀率和荷载作用的共同影响下,随荷载水平的增加,其承载力降低,梁L1-2持荷水平低但锈蚀率较大,承载力却很高,这说明荷载作用对承载力影响比锈蚀率大。当锈蚀率相同或相近时,持荷卸载梁比持荷不卸载梁承载力低,且随持荷水平越高,持荷卸载梁承载力越低,说明了连续荷载比不连续荷载对结构承载力是有益的,从而进一步说明对持荷锈蚀不卸载的梁对剩余承载力的评估较其他试验梁更保守,是偏于安全的。