沿海在役梁板式高桩码头结构构件承载力的退化规律的研究

发布时间：2017-11-01 22:01

  本文关键词：沿海在役梁板式高桩码头结构构件承载力的退化规律的研究

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【摘要】：锈蚀钢筋混凝土构件的承载力问题一直是研究的热点。目前,大部分对锈蚀钢筋混凝土的研究都是采用腐蚀数值计算以及在室内模拟加速腐蚀后进行承载力试验等方式,所得到的锈蚀钢筋的承载力公式与实际在役工程的吻合性上不明确。本文根据中交四航工程研究院的科研所的科研项目《在役高桩码头桩基检测及典型构件承载力退化规律研究》的子课题,结合该单位的检测数据,将统计分析、物理实验以及数值模拟的三种方法相结合,研究在役海港梁板式高桩码头的承载力的变化规律。首先,通过对中交四航工程研究院结构工程研究所对海港梁板式高桩码头的检测报告的数据进行统计分析,得出了锈蚀钢筋混凝土构件性能的退化规律,包括混凝土强度的时变规律、大气区的钢筋锈蚀率的时变规律以及表面氯离子浓度随时间的变化规律等。其次,选取拟拆除的老旧梁板结构,包括一根横梁以及两根槽型板的肋。通过现场检测得到拟拆除构件的损伤信息,在构建拆除后,将原型构件运回实验室进行构件承载力试验。然后,在已有的承载力计算公式的基础上,结合统计的钢筋截面损失的退化规律,采用钢筋锈蚀后的屈服强度计算锈蚀钢筋混凝土构件的承载力,研究适用于原型构件的承载力的计算公式。并将三根试件通过物理实验获得的极限承载力值与采用公式计算的极限承载力值进行比较,验证考虑时变模型具有一定的可靠性。最后,采用有限元软件ABAQUS模拟计算三根构件的极限承载力,其中模型的参数均采用现场实测数据,将模拟计算结果分别与试验结果、采用公式的计算结果进行比较,验证该实验与提出的考虑时变计算在役锈蚀钢筋混凝土构件的承载力的计算公式都是具有可行性的。该公式对现场码头的检测与评估具有一定的适用性。
【关键词】：锈蚀钢筋混凝土构件 承载力 统计分析 物理试验 数值分析
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.113
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 选题的背景及研究意义10-11
• 1.2 锈蚀钢筋混凝土构件性能退化规律的研究现状11-14
• 1.2.1 氯离子对钢筋锈蚀的影响12-13
• 1.2.2 锈蚀对钢筋性能影响的研究现状13-14
• 1.3 锈蚀钢筋混凝土构件承载力的研究现状14-15
• 1.3.1 混凝土对构件承载力的影响14
• 1.3.2 钢筋锈蚀对构件承载力的影响14-15
• 1.4 问题的提出15-16
• 1.5 主要研究内容与技术路线16-18
• 第二章 钢筋混凝土构件的退化模型及统计规律18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 锈蚀钢筋混凝土构件的退化性能研究18-23
• 2.2.1 钢筋的锈蚀机理19-20
• 2.2.2 锈蚀钢筋力学性能退化20-22
• 2.2.3 混凝土的腐蚀机理22
• 2.2.4 混凝土力学退性能化22-23
• 2.4 在役梁板式高桩码头结构构件的性能退化数据统计23-34
• 2.4.1 混凝土强度的变化趋势23-28
• 2.4.2 钢筋锈蚀情况调查28-32
• 2.4.3 腐蚀电位的检测32-33
• 2.4.4 氯离子含量的检测33-34
• 2.5 小结34-35
• 第三章 在役钢筋混凝土梁承载力试验研究35-44
• 3.1 引言35
• 3.2 试验概况35
• 3.3 试验方案35-39
• 3.3.1 试验梁简介35-36
• 3.3.2 加载方案36-37
• 3.3.3 测点布置及数据采集37-38
• 3.3.4 材料参数的确定方法38-39
• 3.4 试验现象及结果分析39-43
• 3.4.1 试验现象与分析39-41
• 3.4.2 荷载-挠度曲线41-42
• 3.4.3 跨中截面混凝土应变分布42-43
• 3.5 小结43-44
• 第四章 在役钢筋混凝土结构承载力的退化规律的研究44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 钢筋混凝土构件正截面承载力的计算公式44-47
• 4.2.1 我国规范采用的承载力计算方法44-45
• 4.2.2 已有研究的承载力计算公式45-47
• 4.3 锈蚀钢筋损失率时变分析47-51
• 4.3.1 钢筋锈蚀的阶段分析47-49
• 4.3.2 钢筋锈蚀率时变计算分析49-51
• 4.4 基于钢筋损失率的承载力分析51-53
• 4.4.1 锈蚀钢筋的屈服强度51-52
• 4.4.2 锈蚀钢筋混凝土抗弯承载力的计算52-53
• 4.5 小结53-55
• 第五章 锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力有限元分析55-68
• 5.1 引言55
• 5.2 ABAQUS中材料本构模型55-59
• 5.2.1 混凝土的本构模型55-58
• 5.2.2 钢筋的本构模型58-59
• 5.3 钢筋混凝土梁有限元模型的建立59-62
• 5.3.1 材料参数的确定59-61
• 5.3.2 单元类型61
• 5.3.3 边界条件61
• 5.3.4 网格划分61-62
• 5.4 数值计算分析62-66
• 5.4.1 构件跨中位移分析62-64
• 5.4.2 构件荷载-挠度曲线64-66
• 5.5 小结66-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 在学期发表的论文和取得的学术成果75

【参考文献】

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