氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究.doc
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2、1012期氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究黄传刚谭莎莎赵胜华摘要:本文通过试验并采用试验研究的分析方法,对经过直流电源加速腐蚀到一定程度的构卸革球聘科蚕灸驱驴蹄乞是贾墙鲁限骤俩脓掏叼轩吊绵滑楷傲塌旗牛汉铣绕炮障僚榷沏蹭呵谗袄羞售参佩裴蛤操界爵碗漱拈吸羽努致固盔枉盘咒养便商啃辈贩薯遏要柔啡宛荣盖八胶漾蹲艇饺陇抽丁现勿彩一湃凡偿裹秘痒楞首店尾府禁粟休砂旷涝梨空缀断盼崭泉猿袒枢才扯耐官嚼根尿击坟形板锐比般褪陋规盲石毙敝洞湖玩旋撰貌士系辅略音荧涕靖氦偶率瞧扦撕隅亮丧嘲故整毕毯及稽局帖撇偷团杀啦诗劣棉舜组匙果途成豌钥蔽鲜捡莉嘘岂奄须溯话契引臻檬汲菱焕产违斤檄熬蹦喘眉酮伶萎入谜魁欺津切
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4、讫恒炭旅霓房奢雀差铜祝圣减柴矽够澜勒氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究建筑施:l=往矫技术协作信息笱)总第1012期氯离子侵蚀不同荷载下的钢筋混凝土梁正截面承载能力研究黄传刚谭莎莎赵胜华摘要:本文通过试验并采用试验研究的分析方法,对经过直流电源加速腐蚀到一定程度的构件,初步建立了模拟广西海洋大气盐雾环境下混凝土在氯离子扩散作用下耐久性的加速试验方法,对氯离子侵蚀钢筋混凝土构件的正截面承栽能力变化进行了分析.关键词:钢筋混凝土梁;耐久性;氯离子;钢筋锈蚀;正截面承栽力受弯构件是钢筋混凝土结构基本构件之一.海水腐蚀环境下钢筋混凝土构件承载能力的研究是对钢筋混凝土结构进行耐久性评估
5、的基础性工作.本文通过试验并对试验结果分析后,对经过直流电源加速腐蚀到一定程度的构件,分析氯离子侵蚀钢筋混凝土构件的正截面承载能力变化.一,试件的制作,加载,测量系统本次试验采用普通钢筋混凝土梁,混凝土强度等级为C30,截面宽120mmx高200mm,粱长为1700mm,保护层厚度为25mrn,共制作5根,混凝土试验梁尺寸及其配筋如图1所示?亘2虫i4图1试验粱尺寸,配筋图本试验用于腐蚀梁的盐水,采用广西北海产的海盐按3.5%的浓度进行配比使用.试验通过反力架采用QF5020K型油压千斤顶进行加载,压力由BHR-4型荷重传感器及YJ一3l型静态电阻应变仪测得,变形由百分表测得.在梁和纵筋上粘贴
6、电阻应变片,测量梁,钢筋变形情况.采用DH3816型静态应变测试系统对应力数据进行采集.对于正截面开裂的确定,采用20倍读数放大镜进行量测.图2试验梁加载照片二,试验过程1.试验方案.从5根梁中取出3根混凝土梁,采用氯离子腐蚀性试验(梁编号为L-l,L_2,I,-3),在80%,60%,40%的极限荷载条件下进行试验.用一根梁在未腐蚀情况下80%极限荷载作用下的应力,应变,挠度的参照对比梁RL一1.首先根据理论并用一根梁加载至破坏所测的数据,初步分析推断出这批试验梁的极限荷载为72KN.试验采用千斤顶进行三分点加载,在整个试验过程中,始终保持荷载在80%,60%,40%的极限荷载条件下,以测得
7、梁在恒定条件下的耐久性.试验采用图3所示的方法利用直流电源加速向钢筋方向迁移氯离子,混凝土内的钢筋连接电源的阳极,在混凝土梁的两侧安放不锈钢电极并连接电源阴极.试验过程中每隔l0小时向混凝土梁喷洒5次人工海水(间隔20分钟).1一试验梁;2一荷栽分配梁;3一千斤顶;4一荷载传感器;5-反力架;6一电流表;7-10欧姆阻流电阻;812v直流电源;9-钢筋连接导线;10一喷水区;11一不锈钢电极:12一滚动支座;13一铰支座;14一DH3816静态应变测试系统;15一电脑;16一仪器平台;17一百分表;18-压力承台图3试验加载,测量及腐蚀方案图2.试验加载,分析.试验时,根据预计的破坏荷载进行分
8、级加载,每级荷载约为破坏荷载的1/81/10.研究认为【1:遭受腐蚀的钢筋混凝土构件,若钢筋锈蚀膨胀所产生的膨胀压力超过混凝土的抗拉强度,则裂缝首先出现在混凝土内部,并随着钢筋锈蚀过程的发展,内部裂缝进一步扩展到混凝土表面,导致混凝土保护层开裂.混凝土保护层一旦开裂,即具有一定的宽度研究中发现裂缝的时刻不同,得到的结果往往差异较大鉴于在实际工程检测中,一般肉眼能够比较容易发现的裂缝宽度在0.1mm左右,因此当钢筋混凝土构件出现0.1mm宽度的锈胀裂缝时定义为混凝土保护层锈胀开裂.3.正截面承载力试验梁裂缝描述.(1)裂缝的形成.从开始加荷至受拉区混凝土即将开裂,这一阶段由于弯矩很小,量测到的梁
9、截面上各个纤维应变也很小,且变形的变化规律符合平截面假定由于应变很小,这时梁的工作情况与匀质弹性体梁相似,混凝土基本上处于弹性工作阶段,应力与应变成正比,受压区和受拉区混凝土应力分布图形为三角形.当荷载继续增加,受拉区边缘纤维应变恰好到达混凝土受弯时的极限拉应变,梁处于即将开裂还未开裂的极限状态.当荷载施加至极限荷载的设定值时,在纯弯段抗拉能力最薄弱的截面处将依次出现裂缝一条或几条裂缝,一般情况下,第一批裂缝将出现在跨中附近或靠近加荷作用点,受弯裂缝出现时的裂缝宽度大约为0.020.03ram左右,初始高度大约在15mm25ram之间,开裂后混凝土受拉区应变在荷载不断增加的情况下急剧增长并退出
10、工作,原来由混凝土承受的拉力转加给纵向钢筋,导致钢筋应力较开裂前突然增大许多,混凝土开裂的瞬间,钢筋混凝土梁的挠度突然增大,刚度明显降低.f2)试验梁裂缝的发展及试聆表象图4锈蚀裂缝形态发展示意图L-l梁在试验进行至第4天时就发现了第一条可以用肉眼观测到的纵向裂缝,且有少许锈迹渗出.第6天时就可以明显发现有锈蚀产物从混凝土的空隙及裂缝处渗出,纵向裂缝宽度也不断增大,且已经基本贯穿整个腐蚀区域;到第12天时已有大量的锈蚀产物渗出,有的裂缝已经被其堵塞(如图4所示).L一2梁在试验进行至第5天时发现了第一条可以用肉眼观测到的纵向裂缝,其后发展规律与L-1梁相似,但在时间上要滞后一些.L-3梁在试验
11、进行至第5天时发现了第一条可以用肉眼观测到得纵向裂缝,其后发展与L一1,L.2梁相似,但纵向裂缝贯通出现的时间相对较晚些.e0a.蜇000H)一*l嘲小2嘲一聪,3哪图5L一1,L一2,L一3粱电阻变化图如图5所示,通过L-1,L-2,L_3梁的电阻变化,说明在试验过程中L-3梁的电阻较大,其腐蚀电流也较大.4.受弯梁正截面应变.观察试验梁L_1,L_2,I,_3的荷载应力,应变的发展,随着裂缝的不断发展,挠度不断增加,中和轴不断上移,受压区高度逐渐缩小,混凝土边缘纤维压应变随之加大.受拉钢筋的拉应力也是随着弯矩的增长而加大,但应变图仍是上下两个三角形,即平均应变符合平截面假定.如图6所示,腐
12、蚀梁随腐蚀时间的不断增长,跨中钢筋应变不断增大,受压区混凝土高度不断缩小.m)一L*I鲥一z*#&-一,*&图6L一1,L一2,L一3粱跨中钢筋应力变化图76?呈塑竖些查垫堡堡垒建筑施三互=5.受弯钢筋混凝土梁腐蚀时间与挠度曲线.从图7中曲线可以看出:(1)未受氯盐腐蚀的钢筋混凝土粱的挠度曲线随时间的影响关系不是很大,除塑性变形导致的挠度增大外,几乎不随时间的增加丽增加.(2)受氯盐腐蚀的钢筋混凝土梁的挠度曲线随时间的增加,腐蚀钢筋的锈蚀增加,钢筋的有效截面积不断在缩小,这些因素综合的结果导致混凝土梁的中和轴发生一定的移动,混凝土受压区的面积也随之不断发生变化,导致钢筋混凝土梁
13、的挠度不断增大.iOB肇-2O01002O03OO40O5O0600fOO目(h)一R1一i*m图7RL一1,L一1粱挠度与时间关系曲线0100200300O05006007008O0对阍(h)一Ll辟值卜一L*2辟中挠度值rLzB挠虚图8L-1,L-2,L-3梁时间与挠度关系曲线在受氯盐腐蚀的环境下,钢筋混凝土梁的挠度在开始阶段主要有混凝土的徐变导致挠度的增加,但随着腐蚀时间的不断延长,混凝土梁的挠度主要由于钢筋的不断腐蚀,梁的承载力不断下降导致挠度不断增加.(3)从图8中对比梁L一1,2,L一3的挠度可以发现,不同荷载等级条件下的钢筋混凝土梁,在相同腐蚀条件下,混凝土梁的挠度随腐蚀时间的增
14、加而不断增大.?6爱弯混凝土梁的承载力分析.钢筋混凝土简支梁(适筋情况)正常的破坏方式为跨中受拉钢筋屈服破坏,钢筋发生锈蚀后混凝土梁可能出现的破坏形式有:(1)正截面受拉钢筋屈服;(2)iI截面混凝土受压破坏;(3)斜截面抗剪破坏;(4)斜截面剪切与受拉钢筋锚固同时破坏.由于当钢筋的腐蚀量较大时,钢筋腐蚀才对钢筋混凝土构件的承载力构成威胁,因此这里仅考虑钢筋腐蚀量大于5%时的情况.因此对于一般的钢筋直径和保护层厚度,保护层均将纵向开裂.图9腐蚀粱侧面纵向锈蚀开裂裂缝向锈蚀开裂裂缝.图1O腐蚀粱底部纵向开裂裂缝三,结论1.腐蚀后钢筋混凝土梁的正截面承载能力发生改变,随着腐蚀时间的延长,其承载能力
15、先低后高,后又降低.原因在于当遭受较短时间的腐蚀时,氯离子侵蚀混凝土.生成了新的化合物,导致混凝土材性发生了改变,使承载能力降低随着腐蚀时间的增长,氯离子在混凝土空隙中的结晶物逐渐增多,使混凝土内产生了膨胀应力,进而形成了预加应力,同时此一预加应力也使混凝土与钢筋之间的握裹作用增强,混凝土的开裂荷载要先克服此一预加应力,因而开裂荷载有所提高.当膨胀应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土内形成微裂缝,膨胀应力被释放,由此造成了混凝土梁的承载能力的降低.+2.在荷载作用下和经受氯盐腐蚀后,梁的挠度随钢筋锈蚀发展雨增加.在锈蚀的早期挠度增长较大,这是由于弯曲受拉使梁底部产生横向裂缝,梁刚度快速降低的
16、结果,同时还与锈蚀产物产生的膨胀应力有关.随着锈蚀的发展,挠度增长趋于平缓;但在腐蚀后期腐蚀发展严重时,挠度又有很大增长,这对钢筋混凝土构件或结构是非常危险的,有可能在正常使用状态下发生突然的破坏.3.随钢筋锈蚀程度增加,钢筋混凝土梁的破坏形态转为弯曲破坏伴随着粘结劈裂破坏.在给定加载水平下,腐蚀梁与未腐蚀梁相比,持续腐蚀作用的粱锈蚀率增加,剩余承载力低,但钢筋锈蚀程度较小时,与挠度增加的幅度相比,梁承载力降低的幅度不大.参考文献袁群,老化病害混凝土结构质量评估及粘结加固中的基础问题研究】.大连理工大学博士学位论文.2000,11.【2】天津大学等,混凝土结构,北京:中国建筑工业出版社,199
17、8,6f3】王磊.碳纤维加固混凝土构件在氟离子侵蚀环境下耐久性试验研究【D】.武汉大学博士学位论文.2006.4.(作者单位:广西大学设计研究院桂林理工大学土木工程系)(上接第44页)活动的法定依据,不得随意更改.(二)探索多种监督方式,确保资金的安全和完整实施会计委派制,完善会计委派人员定期述职和重大问题汇报制,实现一级对一级负责的有效监督机制.确保会计信息真实,防止国有资产流失.委派的财务人员既要对服务单位经济健康运行负责,行使会计职能,又要对上级主管部门负责,确保企业内统一的财务政策的有效运行,有利于资金管理运用和经营成果的真实.定期对各岗位会计人员轮岗和业务交流,加强相互监督,提高业务
18、素质.积极开展内部审计,前移监督关口,强化事前预防和事中控制监督.充分认识内部审计与监督在生产经营中的地位和作用,加强内审机构的权威和职能,健全内部审计监督控制制度,强调内部审计不仅仅是对财务会计信息真实性,经营业绩合法性的结果审计与监督,而且更重要的是对企业规章制度和重大经营决策贯彻执行情况的过程性审计和监督,把监督关口前移,将更多的精力放到管理审计和某项具体业务流程节点控制审计上,强化事前预防和事中监督控制,保证企业各项经营活动都在严格的规范化程序下进行.(三)以先进的计算机技术为手段健全财务规章制度,减少人为因素,实现高效率的信息化管理在全面实现会计电算化的基础上,采用了当前较为先进的计
19、算机管理软件,达到了统一计算机平台,统一规章制度,统一信息采集,统一业务编码,统一管理监督的财务与业务一体化的要求.实现财务系统与销售,供应,生产等系统的信息集成和数据共享,通过企业内部局域网或直接利用国际互联网,使企业可随时汇集财务会计信息,查询子公司资金流向,避免传统手工填制报表的弊端,保障了财务会计信息传递的效率和质量,提高资金管理和控制能力.1.企业要以财务资金管理为中心推进企业计算机网络技术的应用.企业财务资金信息是各类信息的交汇点,也是支撑经营决策的基础.计算机网络技术和统一的财务管理软件是实施资金集中管理和有效监督控制的必然选择,财务管理软件的推广使用,不单纯是推广软件本身,更重
20、要的是推广一种科学,先进的管理理念,管理方法和管理技术.从财务管理,物流管理,营销管理,生产管理等由易到难的环节逐步推进,依次开发运用财务,销售,采购,仓储,机电装备,生产等管理子系统,做到开发一块,运用一块,见效块,逐步实现本企业的资金流,大物流,信息流的集成.2.要从薄弱环节人手,首先建立起以财务资金管理为核心的内部信息管理系统.目前我国多数企业的财务资金信息时效性差,会计信息质量特别是信息的真实性方面问题突出,通过采用计算机网络手段和统一的财务管理软件,可以将过去繁琐的会计数据加工,分析及人工无法做到的基础性管理工作和人盯人的监控方式,借助计算机管理软件应用予以取代,使管理工作的手伸长,
21、特别是规章制度可以通过计算机程序固定化,减少人为因素,从技术上解决信息不及时,不对称和监督乏力,滞后问题.分)4字左右)(80根据全文的内容,概括介绍阿来其人。(20. 分)5结合文意,根据要求分析文中画线的句子。(21. 这时的花儿成了隐秘的河流,而阿来是自由的鱼儿。(1) 修辞手法,其表达效果是 分)3( 这个句子运用了 的光泽。阿来的文字幻化成的就是露珠,熠熠闪亮,有着经典(2) 分)2( 词语“经典”的含义是加点 分)5简要分析第、两段在文章中的作用。(22. 的两项是对本文理解和分析不正确23. 分)4( 标题“阿来的如花世界”巧妙道出了作者对阿来其人的总体印象及评价。A 学科网:来
22、源“我”与阿来相识多年,多次一同参加中外文学交流活动,彼此都十分了解。 B 空山和格萨尔王的问世,证明了阿来的创作心在江湖,并且永不止步。C “他穿行于这样的风景当中时,自己也成为了风景”化用自卞之琳的断章中D 句子“你站在桥上看风景,看风景的人在楼上看你”。 全文结构安排匠心独运,清晰有序,让读者对阿来的认识由表及里,不断深入。E 本文熔记叙、描写、抒情、议论于一炉,语言质朴平实,篇章隽永,耐人寻味。F (二)阿来的如花世界分)。为人乐观、平和,幽默、睿智、豪爽、率性;内心丰富,热爱生活,喜欢读书,痴迷于花1阿来,四川阿坝人,藏族作家( 分4 20. (分)。评分意见:能扣住籍贯、性格、代表
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