冻融环境下混凝土受弯构件的试验研究

论文摘要

混凝土结构作为我国基础设施建设中的主导结构,至今已普遍地应用于很多领域,混凝土结构的服役环境越来越复杂,冻融破坏作为其中主要的不利因素之一表现出的影响日益突出。现有的关于冻融循环后混凝土性能的有关报道,大多是以材料方面的如：冻融机理、冻后本构关系、混凝土的断裂、抗折、抗拉、抗压强度等随冻融次数的关系的研究报导,对于混凝土构件冻融后受力性能的研究报导,较少。因此,本文研究了普通混凝土梁在冻融循环作用后的受弯性能,有着非常重要理论意义和应用价值。本文作为国家自然科学基金项目《冻融循环作用下砼及预应力砼结构的受力性能研究》(50978224)的一部分,在总结前人对混凝土材料冻融研究工作的基础上,选取了钢筋混凝土梁作为研究对象,设计制作了两种不同强度下不同受拉钢筋的钢筋混凝土梁,共48根梁构件,在构件进行有限次冻融循环后进行静载试验。通过试验来研究分析冻融循环次数对钢筋混凝土梁构件极限承载力的影响,为进行钢筋混凝土梁耐久性的系统研究提供基础。本文主要工作如下：1.对C40、C50两个等级混凝土100mm×100mm×100mm立方体试块和100mm×100mm×400mm棱柱体试块进行冻融试验,冻融循环次数包括50次、100次和125次,到达指定次数时进行重量损失与动弹性模量的测定。2.将常态及冻融后的普通混凝土试块在万能混凝土试验机上进行了单轴抗压试验。3.通过对冻融后梁构件进行静载试验,分析不同强度下钢筋混凝土梁构件的开裂弯矩、承载力及刚度随冻融次数的下降关系。研究表明：冻融次数和混凝土等级对混凝土的各个基本性能的影响比较明显。随着冻融次数的增加,试件的各基本性能呈明显的下降趋势；在相同的冻融次数下,混凝土等级的提高减缓了各性能的下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外对冻融循环后混凝土性能的研究现状
• 1.2.1 混凝土的冻害机理研究
• 1.2.2 影响混凝土抗冻性的主要因素
• 1.2.3 抗冻混凝土本构关系研究
• 1.2.4 冻融循环作用下混凝土的基本力学和变形性能研究
• 1.2.5 冻融循环作用下混凝土构件基本力学性能研究
• 1.3 本文工作
• 2 试验设计
• 2.1 试验概况
• 2.1.1 试件参数
• 2.1.2 试件数量及分组
• 2.1.3 试件制作及养护
• 3 冻融试验
• 3.1 引言
• 3.2 冻融循环试验概述
• 3.2.1 冻融试验方法
• 3.2.2 冻融设备
• 3.2.3 冻融试验过程
• 3.3 试验结果及分析
• 3.3.1 混凝土表面剥落形态
• 3.3.2 相对动弹性模量及质量下降分析
• 3.3.3 立方体抗压强度的分析
• d,c与相对动弹模的关系验证'>3.3.4 立方体抗压强度f_d,c与相对动弹模的关系验证
• 3.4 本章小结
• 4 冻融循环后受弯构件的试验研究
• 4.1 试验的设备和安装
• 4.1.1 试验方法概述
• 4.1.2 加载设备
• 4.1.3 加载制度
• 4.1.4 控制点的确定
• 4.1.5 测量装置与测点布置
• 4.2 静载试验结果及分析
• 4.2.1 梁LA（C40,2（?）10）静载试验结果分析
• 4.2.2 梁LB（C40,2（?）12）静载试验结果分析
• 4.2.3 梁LC（C50,2（?）12）静载试验结果分析
• 4.2.4 梁LD（C50,2（?）14）静载试验结果分析
• 4.3 弯矩—挠度曲线及其特性分析
• 4.4 开裂弯矩理论值与实测值分析
• 4.5 冻融循环后钢筋混凝土梁正截面极限承载力计算分析
• 4.6 冻融循环后钢筋混凝土梁刚度计算分析
• 4.7 本章小结
• 5 结论和建议
• 5.1 由试验研究所得出的结论
• 5.2 由分析得出的结论
• 5.3 对进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文