[發明專利]銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式判定方法

有效

• 申請號: 202011508624.6
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112613101B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 姜超;丁豪;顧祥林
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

一種銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式判定方法，包括如下步驟：(1)測量銹蝕前后鋼筋混凝土梁的基本參數；(2)計算“受拉銹蝕縱筋剛開始屈服，受壓混凝土即壓碎”界限I對應的縱筋銹蝕率；(3)計算“受拉銹蝕縱筋剛開始強化，受壓混凝土即壓碎”界限II對應的縱筋銹蝕率；(4)計算“受拉銹蝕縱筋剛拉斷，受壓混凝土即壓碎”界限III對應的縱筋銹蝕率；(5)判定銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式。本發明提供的采用受拉縱筋銹蝕率提前預判銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式的方法，概念清晰、計算簡便，解決了銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式難以準確預測的難題，可為服役鋼筋混凝土結構的安全性評定提供支持。

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，涉及銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式判定方法。

背景技術

在環境中侵蝕介質的長期作用下，混凝土結構中的鋼筋會發生銹蝕。鋼筋銹蝕導致混凝土結構性能退化，引起混凝土結構過早失效，給國民經濟和社會發展帶來巨大負擔。據估計，2014年我國腐蝕成本約占當年GDP的3.34％。如此重大的經濟損失是混凝土結構建設之初始料未及的。因此，混凝土結構全壽命周期設計與維護理論引發國內外學術界和工程界的廣泛關注。為實現這一目標，準確把握銹蝕鋼筋混凝土結構構件的受力性能成為重中之重。

作為常見的鋼筋混凝土結構構件，鋼筋混凝土梁的受彎性能被國內外學者大量研究。根據正截面受彎破壞模式的差異，鋼筋混凝土梁通常分為三種：適筋梁、超筋梁及少筋梁。對于適度配筋的鋼筋混凝土梁(適筋梁)，其正截面受彎破壞特征為：受拉縱筋先屈服，然后受壓區混凝土壓碎，破壞前有較大變形。對于過度配筋的鋼筋混凝土梁(超筋梁)，其正截面受彎破壞特征為：受拉縱筋未屈服，受壓區混凝土先壓碎，破壞前變形較小。對于配筋較少的鋼筋混凝土梁(少筋梁)，其正截面受彎破壞特征為：受拉區混凝土一開裂，鋼筋即屈服/拉斷，破壞突然。這說明，不同類型的鋼筋混凝土梁的力學性能有顯著差異。因此，正截面受彎破壞模式的判定，是評價鋼筋混凝土梁受彎性能的必要條件。

研究表明，隨著銹蝕率增大，鋼筋的屈服強度、屈服應變、極限強度及極限應變都變小，屈服平臺不斷縮短甚至消失。如此，對于初始超筋、適筋或少筋的鋼筋混凝土梁，隨著其受拉縱筋的銹蝕率增大，其受彎失效時受壓區混凝土可能壓碎，但受拉銹蝕縱筋可能未屈服、已屈服或已強化。或者，銹蝕嚴重時，受壓區混凝土還未壓碎，受拉銹蝕縱筋已拉斷。這說明，受拉縱筋銹蝕可能導致初始超筋、適筋或少筋的鋼筋混凝土梁的正截面受彎破壞模式發生改變。因此，準確判定銹蝕鋼筋混凝土梁的正截面受彎破壞模式，對于評價銹蝕鋼筋混凝土梁安全性至關重要。

國內外大量學者對銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎性能開展了試驗研究和理論分析。部分學者雖然發現或指出隨著受拉縱筋銹蝕率的增大，銹蝕鋼筋混凝土梁的正截面受彎破壞模式特征有所變化，但尚未給出定量分析以準確預判銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式判定方法，可準確判定已知受拉縱筋銹蝕率的銹蝕鋼筋混凝土梁的正截面受彎破壞模式。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種銹蝕鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞模式判定方法，包括如下步驟：

(1)測量銹蝕前后鋼筋混凝土梁的基本參數

所述銹蝕前后鋼筋混凝土梁的基本參數包括：截面寬度b、截面有效高度h₀；混凝土抗壓強度f_c；光圓或變形的鋼筋類型、受拉縱向鋼筋平均銹蝕率η_s、與鋼筋根數n及直徑d相關的初始配筋面積A_s0；未銹蝕鋼筋彈性模量E_s0、屈服強度f_y0、極限強度f_u0、屈服應變ε_y0、強化應變ε_sh0、極限應變ε_u0。

(2)計算界限I銹蝕率