钢筋混凝土梁在多因素作用下冻融特性研究

admin · 发表于 2025-5-21 23:16:50

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“南锈北冻” 是我国钢筋混凝土结构存在的最主要的耐久性题目。由于混凝土冻融耐久性的影响因素多，作用方式复杂，目前的研究成果大多集中于对某一影响因素做定性研究而得出。建立一个能够估算、预测混凝土抗冻性的模型的工作还处于探索阶段，关于多因素复合作用下的混凝土抗冻性模型的研究尚属空白。大量试验研究表明，冻融混凝土在多因素复合作用下的力学性能衰减并不是单一因素作用下力学性能衰减的线性叠加，而冻融循环作用的本质是物理作用，最终导致力学破坏。因此，本文引入力学的分析方法取代现有的从亚微观孔结构入手的研究方法，从宏观的角度，提出了盐冻混凝土耐久性预测模型，对冻融混凝土在多因素复合作用下的耐久性题目实现定量分析：1.基于不同水灰比，不同冻融次数作用下的盐蚀混凝土试块和钢筋混凝土梁的力学实验，将损伤力学中描述材料受拉性能的Loland模型引入到盐冻混凝土的单轴抗压分析中，并将模型下降段修正为非线性关系表达式。依据试验数据，对混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)建议的混凝土应力-应变表达式中的参数进行回归，结合修正Loland模型，得到了与冻融循环次数N和水灰比w/c相关的混凝土盐冻损伤本构模型。2. 采用本文提出的损伤分析方法分别进行盐冻混凝土、纯冻融混凝土应力-应变曲线和损伤发展曲线的计算，并进行对比、分析；3.编制FORTRAN程序，应用所提出的盐冻损伤本构模型对盐蚀、持续荷载和冻融循环共同作用下的钢筋混凝土梁进行截面非线性全过程分析。研究结果表明：多因素复合作用下，随N和w/c的增加，混凝土初始损伤不断增大，峰值应力降低，对应的应变加大，但延性无明显变化；冻融次数相同时盐冻混凝土的抗压强度大于纯冻融混凝土，冻融循环次数N为100是盐冻混凝土和纯冻融混凝土力学和损伤性能的界限点， N小于等于100时，盐冻混凝土的初始损伤值、相对变形和应力峰值对应的相对损伤均小于纯冻融混凝土的相应值；而在N为150和200时，结果则相反；盐冻条件下，随着持续荷载增大，梁的极限承载力降低。

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