本書系統(tǒng)論述了腐蝕環(huán)境下服役混凝土結(jié)構(gòu)性能退化機理與評估方法。全書共7章,第1章論述了腐蝕混凝土力學性能與本構(gòu)模型,第2章和第3章闡述了鋼筋與腐蝕混凝土、銹蝕鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能退化機理與黏結(jié)-滑移模型,第4章和第5章重點論述了腐蝕混凝土受彎構(gòu)件、銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受力機理與正截面承載力計算方法,第6章闡述了混凝土腐蝕和箍筋銹蝕受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算方法,第7章論述了銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件受力機理與承載力計算方法。
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國家杰出青年科學基金獲得者,主持完成國家攀登計劃(B)子課題、國家"八五"、"十五"攻關(guān)子課題、國家自然科學基金等9項課題,F(xiàn)承擔國家自然科學基金重點項目,國家杰出青年科學基金,國家科技支撐計劃重大項目,陜西省13115科技項目等。
目錄
前言
第1章 腐蝕混凝土的力學性能 1
1.1 碳化混凝土的力學性能 1
1.1.1 混凝土快速碳化與受壓試驗設(shè)計 1
1.1.2 碳化混凝土軸心受壓試驗結(jié)果與分析 3
1.1.3 碳化混凝土軸心受壓本構(gòu)模型 8
1.2 凍融損傷混凝土的力學性能 10
1.2.1 混凝土凍融循環(huán)與受壓試驗設(shè)計 10
1.2.2 混凝土凍融損傷分析 11
1.2.3 凍融損傷混凝土軸心受壓試驗結(jié)果與分析 12
1.2.4 凍融損傷混凝土軸心受壓本構(gòu)模型 17
1.3 硫酸腐蝕混凝土的力學性能 24
1.3.1 混凝土硫酸腐蝕試驗設(shè)計 25
1.3.2 硫酸腐蝕混凝土損傷分析 27
1.3.3 硫酸腐蝕混凝土強度退化 33
1.4 硫酸鹽侵蝕混凝土的力學性能 36
1.4.1 混凝土硫酸鹽侵蝕與受壓試驗設(shè)計 37
1.4.2 硫酸鹽侵蝕混凝土損傷分析 38
1.4.3 硫酸鹽侵蝕混凝土強度退化 42
1.4.4 硫酸鹽侵蝕混凝土軸心受壓本構(gòu)模型 46
參考文獻 51
第2章 鋼筋與腐蝕混凝土的黏結(jié)性能 52
2.1 概述 52
2.1.1 鋼筋與混凝土的黏結(jié)作用和組成 52
2.1.2 影響鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的因素 52
2.1.3 鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能試驗方法 53
2.2 鋼筋與碳化混凝土的黏結(jié)性能 55
2.2.1 變形鋼筋與碳化混凝土黏結(jié)性能試驗設(shè)計 55
2.2.2 變形鋼筋與碳化混凝土黏結(jié)性能試驗結(jié)果與分析 57
2.2.3 變形鋼筋與碳化混凝土黏結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系 60
2.3 鋼筋與凍融損傷混凝土的黏結(jié)性能 62
2.3.1 鋼筋與凍融損傷混凝土黏結(jié)性能試驗設(shè)計 62
2.3.2 鋼筋與凍融損傷混凝土黏結(jié)性能試驗結(jié)果與分析 64
2.3.3 鋼筋與凍融損傷混凝土黏結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系 69
參考文獻 73
第3章 銹蝕鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能 75
3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 75
3.1.1 銹蝕鋼筋與混凝土極限黏結(jié)強度計算模型 75
3.1.2 銹蝕鋼筋與混凝土黏結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系 77
3.2 銹蝕變形鋼筋與混凝土黏結(jié)性能試驗 78
3.2.1 銹蝕變形鋼筋與混凝土黏結(jié)性能試驗設(shè)計 79
3.2.2 試件快速銹蝕過程分析 82
3.2.3 梁式黏結(jié)性能試驗結(jié)果與分析 85
3.3 銹蝕光圓鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)強度 93
3.3.1 未銹蝕光圓鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)強度 93
3.3.2 銹蝕光圓鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)強度計算模型 94
3.3.3 試驗驗證 102
3.4 銹蝕變形鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)強度 103
3.4.1 未銹蝕變形鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)強度 103
3.4.2 銹蝕變形鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)強度計算模型 107
參考文獻 109
第4章 腐蝕混凝土受彎構(gòu)件正截面承載性能 111
4.1 凍融損傷混凝土梁受彎性能試驗 111
4.1.1 凍融損傷混凝土梁受彎試驗設(shè)計 111
4.1.2 混凝土梁凍融損傷分析 114
4.1.3 凍融損傷混凝土梁受彎性能分析 121
4.2 硫酸腐蝕混凝土梁受彎性能試驗 127
4.2.1 硫酸腐蝕混凝土梁受彎試驗設(shè)計 127
4.2.2 混凝土梁硫酸腐蝕特征 128
4.2.3 硫酸腐蝕混凝土梁受彎性能分析 129
4.3 腐蝕混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算方法 133
4.3.1 混凝土腐蝕對受彎構(gòu)件正截面承載性能的影響 133
4.3.2 基于分層模型的承載力計算方法 134
4.3.3 實用計算方法 136
4.3.4 鋼筋強度利用系數(shù)的確定 137
4.3.5 承載力計算方法驗證 139
參考文獻 140
第5章 銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載性能 142
5.1 銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能 142
5.1.1 加速銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能試驗 142
5.1.2 自然暴露銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能試驗 148
5.1.3 實際工程拆除銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能試驗 151
5.1.4 銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件受彎性能試驗匯總 153
5.1.5 銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能有限元分析 155
5.2 嚴重銹蝕無黏結(jié)梁受彎性能 167
5.2.1 無黏結(jié)鋼筋應力的確定方法 167
5.2.2 嚴重銹蝕無黏結(jié)梁受彎性能試驗 168
5.2.3 銹蝕無黏結(jié)梁受彎性能有限元分析 177
5.2.4 銹蝕鋼筋強度利用系數(shù)的確定 179
5.3 銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算方法 183
5.3.1 銹蝕鋼筋混凝土梁的破壞特征分析 183
5.3.2 鋼筋銹蝕對混凝土構(gòu)件受彎性能的影響分析 184
5.3.3 基于協(xié)同工作系數(shù)的承載力計算方法 185
5.3.4 基于鋼筋混凝土應變不協(xié)調(diào)系數(shù)的承載力計算方法 190
5.3.5 基于鋼筋強度利用系數(shù)的承載力計算方法 195
5.3.6 三種承載力計算方法比較 201
5.4 銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎剛度計算方法 202
5.4.1 鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎剛度分析方法 202
5.4.2 黏結(jié)力退化后鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎剛度分析 202
5.4.3 綜合應變系數(shù)的確定 206
5.4.4 計算方法驗證 211
參考文獻 211
第6章 損傷鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面受剪承載性能 215
6.1 凍融損傷混凝土梁受剪性能有限元分析 215
6.1.1 凍融損傷混凝土梁有限元模型的建立 215
6.1.2 凍融損傷混凝土梁受剪性能有限元計算結(jié)果與分析 216
6.1.3 凍融損傷混凝土梁抗剪承載力退化模型 220
6.2 硫酸腐蝕混凝土梁受剪性能試驗 222
6.2.1 硫酸腐蝕混凝土梁受剪性能試驗概況 222
6.2.2 硫酸腐蝕混凝土梁受剪性能試驗結(jié)果與分析 223
6.3 箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁受剪性能試驗 228
6.3.1 箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁受剪性能試驗概況 228
6.3.2 箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁剪切破壞特征分析 231
6.3.3 箍筋銹蝕鋼筋混凝土梁受剪性能分析 237
6.4 損傷鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算方法 238
6.4.1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件剪切破壞理論 238
6.4.2 腐蝕混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算方法 240
6.4.3 箍筋銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算方法 249
6.4.4 損傷鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算方法 251
參考文獻 252
第7章 銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件承載性能 253
7.1 銹蝕鋼筋混凝土柱偏心受壓性能試驗 253
7.1.1 加速銹蝕鋼筋混凝土柱偏心受壓試驗 253
7.1.2 實際工程拆除銹蝕鋼筋混凝土柱偏心受壓試驗 258
7.2 銹蝕鋼筋混凝土柱偏心受壓性能有限元分析 260
7.2.1 銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓柱有限元模型的建立 260
7.2.2 銹蝕鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件有限元計算結(jié)果與分析 261
7.2.3 銹蝕鋼筋混凝土小偏心受壓構(gòu)件有限元計算結(jié)果與分析 266
7.2.4 偏心距對銹蝕鋼筋混凝土受壓構(gòu)件受力性能的影響 269
7.3 銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件承載力計算方法 273
7.3.1 截面損傷的考慮 273
7.3.2 基本假定 274
7.3.3 界限相對受壓區(qū)高度 275
7.3.4 銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件承載力計算模型 276
參考文獻 279