Влияние коррозии арматуры на ковкого Поведение железобетонных балок
В данной работе экспериментальные исследования бетонных балок с коррозией укрепление исследовать их отказов и пластичность поведения. Перед пучков опертой и монотонно загружены на неудачу, они были подвергнуты процессу электрохимически ускоренной коррозии. Экспериментальные результаты показывают, что в дополнение к сокращению пучка прочность на изгиб, коррозии изменяет свою видов отказов и влияет на его поведение пластичных существенно. Когда ответ пучка доминируют крекинга ее конкретных сжатия и / или снижения его бар напряжение, улучшает коррозии пучка пластичности. Когда поведение пучка находится под контролем ухудшения его прочность и / или снижение ее пластичности стали, однако, коррозии пучка уменьшается пластичность. Это вызывает обеспокоенность по поводу пластичности широко используется при усиленных лучами, если сумма коррозии превышает примерно 10% из-за пучка может не вдруг, разрыв его ржавые усиление напряженности в связи с предельной деформации последнего сокращается значительно ..
Ключевые слова: пучка поведения; коррозии, пластичность; арматуры; силы.
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее частой причиной ухудшения железобетонных конструкций является коррозия усиление, что обусловлено наличием или газированных бетона или хлорид-ионов на поверхности арматуры в concrete.1 В результате остаточная прочность и высокопрочного поведение конкретных пучков, как владельцев, так и пассажиров строительных конструкций, скорее всего, обеспокоены, может быть значительно сокращено.
За последние несколько десятилетий, большинство исследований было проведено изучение влияния коррозии на механическое поведение бетонных балок или плит с использованием ускоренной коррозии tests2-8, в котором арматуры в бетонных балок и плит были коррозии электрохимически по всей их длине до балки или плиты образцы были просто поддерживает, а затем загружены до отказа в соответствии либо две точки нагрузки или равномерной нагрузки. На основе своих экспериментальных результатов, Родригес и др., 2 и др. Татибана., 3 Almusallam и др.., 5 Mangat и Elgarf ,6-7 и Ли и др. al.8 сообщил, что, хотя их не удалось ржавые пучков при изгибе , их ржавые пучков не удалось ни при сдвиге в сдвига-сжатия, или связь неэффективности. Кроме того, Родригес и др. al.2 сообщил, что луч силы, уменьшилась на 23% связано с примерно 14% коррозии, а Misra Uomoto4 и заявил, что силы пучка была уменьшена на 17% в результате всего лишь 2,4% коррозии. Что касается пучка пластичность, только данные те же Misra и Uomoto4 который сообщил, что из-за 2,4% коррозии, поглощения энергии пучка ржавые был сокращен на 34% ..
Ясно, что, несмотря на все вышеупомянутые ученые согласились, что коррозия сделал изменения пучков отказов и повлиять на их сильные стороны, полностью соответствуют результаты не были достигнуты в отношении масштабов воздействия коррозии на прочность пучка. Кроме того, мало исследований было сделано на пластичность ржавые пучков, потому что большинство исследователей в основном сосредоточили свое внимание на луч силы, а не на пучке пластичности.
В данной работе экспериментальные исследования бетонных балок с коррозией укрепление исследовать их отказов и пластичность поведения. Основными переменными исследования были площадь и тип напряжения арматуры, расположение (растяжение, сжатие, или ссылку подкрепление) подкрепления для коррозии, а также степень коррозии. Длины подкрепления в середине пролета регионах бетонных балок были ржавые искусственно до пучков были загружены на провал в целях выявления их механического поведения с помощью своих кривых смещения грузов.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Арматура в бетоне не подвержены коррозии равномерно по поверхности и по их длине, что снижает их прочность и ductility9-11 и может серьезно повлиять структурной пластичности и сбоев. В тех местах, где существенное усиление коррозии, как ожидается, earthquakeresistant и минуту перераспределение структуры должны быть разработаны и подробно, чтобы обеспечить их пластичных поведение не является негативное воздействие коррозии. Следовательно, имеет смысл изучить воздействие коррозии арматуры в случае возникновения ошибки режима и пластичного поведения железобетонных балок.
Экспериментальная РАБОТЫ
Образцы
Девятнадцать железобетонных балок были изготовлены и испытаны. Их размеры и армирование были выбраны таким образом, что noncorroded образцов потерпит неудачу при изгибе в двух точках нагрузки. Пучка образцы имели размеры 150 х 200 х 2100 мм (5,91 х 7,88 х 82,7 дюйма); службы 1800 мм (70,9 дюйма), а также были укреплены или 0,56 или 0,87% сжатия арматуры, 8 мм (0,32 в .) поперечных связей на 150 мм (5,91 дюйма) расстояния, и с 0,87, 1,6, 3,2 и 6,2% усиление напряженности на четыре группы (очень по-армированных, под усиленный, уравновешенный и overreinforced). Механических свойств укрепление использоваться приведены в таблице 1. Номинальной бетона для продольных балок была 20 мм (0,79 дюйма). Пучка конфигурации, тестирование программы, и конкретные преимущества, когда пучок образцы подвергались испытаниям загрузки приведены в таблице 2.
Аппарат для пучка коррозии
Процесс коррозии подкрепление электрохимически ускорился до получения желаемого уровня коррозии в разумные сроки. Как показано на рис. 1, либо баров на растяжение, сжатие панели инструментов, или ссылки в районе 600 мм (23,6 дюйма) о середине пролета были умышленно коррозии на постоянном токе впечатление на отдельных групп баров. Воды бак раствора хлорида натрия и катодом из нержавеющей стали был прикреплен к конкретному по длине 600 мм (23,6 дюйма). Коррозия ток протекал от положительного терминалов потенциостате к усилению быть коррозии, а затем через насыщенный конкретной и раствор хлорида натрия, чтобы из нержавеющей стали и, наконец, отрицательные клеммы потенциостате. В течение всего процесса пучка коррозии, впечатление тока поддерживается постоянной и три механических датчиков набрать располагались в середине пролета пучка и на его две поддерживает измерить его зависящих от времени отклонения под его собственный вес, и в связи с изменением механических свойств пучка вследствие коррозии ..
Следует отметить, что электрохимически ускоренной коррозии, используемых в это экспериментальное исследование отличается от естественной коррозии в этой области. Кроме того, только в середине пролета области укрепления в пучке образцов коррозии, а также эксплуатационные нагрузки, не введенных до пучка коррозии во время теста. Из-за этих недостатков, характер продуктов коррозии, распределение коррозии проникновения по-бар, объем коррозии вызывает растрескивание бетона, коррозия связь между подкрепления и бетона может иметь решающее значение. Таким образом, в целом, следует проявлять осторожность при экстраполяции количественно тестовых данных для реального structures.9
Ускоренной коррозии, однако, модель качественно воздействия коррозии на укрепление бетонных балок, а именно: снижение эффективной площади стальной прут, растрескивание бетона, а также ухудшение связи между бетоном и сталью. Хотя ускоренной коррозии, могут отличаться от природных коррозии, качественно их влияние на общую производительность бетонной балки похожи, только, вероятно, разной величины. Учитывая трудности в изучении воздействия коррозии в области разумные промежутки времени, ускоренной коррозии технология доступна для изучения конкретных пучков с коррозией арматуры для целей разработки понимания отказов и пластичного поведения аналогичных практических коррозии пучков в реальные разъедают условиях.
Загрузка установки и загрузки режима
После сумма коррозии укрепление достигли ожидаемого уровня, балки были просто поддерживает в течение ряда 1800 мм (70,9 дюйма) и подвергнут две точки нагрузок симметрично относительно их в середине пролета с шагом 300 мм (11,8 в .) на испытательном стенде, как показано на рис. 2. Управления нагрузкой, с шагом общая нагрузка на 5 или 10 кН (1,125 или 2,25 KIPS), и деформацию управления, с шагом прогиба в середине пролета от 1,0 до 5,0 мм (0,0394 до 0,197 дюйма), были приняты в качестве режима нагружения до и после уступая луча, соответственно. Чем больше отклонение прирост 5,0 мм (0,197 дюйма) используется только при достижении пиковых нагрузок, чтобы положить конец испытаниям в течение разумного периода времени. Прогибов балок и вращения была измерена с помощью механических датчиков и набора калибровочных микрометра вращения, соответственно. Конкретных штаммов на поверхности пучка была измерена с помощью механических калибровочных с 200 мм (7,88 дюйма) длины.
Измерение коррозии укрепление
После испытания под нагрузкой, продольных балок и связей в регионе в середине пролета пучка были удалены. Коррозии из продольных балок, была определена с использованием их веса после того как они были очищены с 3,5% раствором соляной кислоты, которая производит средний размер коррозии продольных балок. Из-за сложности удаления конкретных при коррозии ссылки, однако, коррозии поперечной связи было определено путем измерения их минимальной остаточной диаметром использованием штангенциркуль, что дает максимальную сумму коррозии ссылки.
Следует отметить, что использование веса усиления мер средний размер коррозии и, следовательно, дает хорошее измерение сатурации-коррозии, вызываемой, в котором подкрепление достаточно равномерно проржавели. Для хлоридно-коррозии, вызываемой, однако, коррозия происходит обычно на укрепление поверхности, которая сообщила, примерно в четыре-восемь раз, что из общего corrosion.12 влияние замедления в свойствах усиление коррозии могут быть приняты во внимание путем введения сил и деформации factors.9, 10
РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ
Сумма коррозии укрепление
Суммы коррозии арматуры при показаны на рис. 3. Ясно, что из-за электропроводности конкретные насыщенный раствор натрия хлорида, два вида подкрепления коррозии одновременно в каждой ржавые балки. Хотя коррозионного тока впечатление только на сжатие или бары, бары напряженности или поперечные связи в одиночку, без текущих впечатление ссылки или сжатия баров и коррозии, хотя места, где поперечных связей и продольных балок, находившихся в контакте друг с другом были изолированы в ленте. С другой стороны, в связи с высоким электрическим сопротивлением сухого бетона, укрепление за пределами региона, 600 мм (23,6 дюйма) насыщенных бетон вряд ли коррозия, хотя коррозионного тока, протекающего через подкрепление.
Рисунок 3 показывает, что размер средней коррозии и напряженности бары (обозначены буквой T и R в передней части пучка номер) и сжатия баров (C или L) колебалась от 2,4 до 11,5% и с 6,6 до 13,6%, соответственно , в то время как максимальная коррозии поперечные связи колебалась от 23 до 68%.
Прочность поведение испытуемых балок
Изгибных поведения всех испытуемых балок приведены на рис. От 4 до 9 с точки зрения нагрузки отклонения кривых. Значения / ^ ^ к югу у.е., Q ^ ^ соответствует югу, а потерь, а процент усиление напряженности до коррозии, соответственно.
Цифры от 4 до 9 показывают, что при увеличении либо нагрузку или прогиба в середине пролета, нагрузка-смещение кривых из всех протестированных пучков было три важных момента: предел текучести, конечная точка, а остаточная точки. Изгибных поведение испытуемых балок прошли следующие разных стадиях.
В дополнение к существующим коррозионных трещин вдоль длины ржавые баров, трещины в связи с приложенной нагрузки образуется примерно 35% от предельной нагрузки балки. Такие трещины произошло первое в области чистого изгиба и сдвига пролетов. При нагрузке увеличилась примерно до 90% от предельной нагрузки, темп роста отклонения луча стало значительно больше, чем от приложенной нагрузки, в котором указывалось, что бетонная балка дали. На данный момент, приложенной нагрузки и деформации пучка были причислены к текучести и деформации выход, соответственно.
В рамках усиленного пучка с менее чем 1,6% усиление напряженности до коррозии, уступая было вызвано главным образом выход напряжения баров. Для более усиленного пучка с более чем 3,1% усиление напряженности до коррозии, однако, дают в основном вызвано пластической деформации сжатия бетона. Тем не менее, следует отметить, что, как правило, ни истинного, ни нагрузки выход истинной деформации выход на самом деле существует более усиленные балки. Для единообразия в обсуждение и сравнение, однако, вышеупомянутым обобщенных текучести и выход отклонения определяются и используются в настоящем документе.
После выхода нагрузки, увеличение отклонения пучка сопровождается небольшим увеличением приложенной нагрузки до пиковых нагрузок не было достигнуто, когда крайние волокна сжатия конкретного начали давить. Приложенной нагрузки и соответствующие деформации в этой точке называют предел прочности и предельной деформации, соответственно.
После предельной нагрузки, так как отклонения луча продолжает расти, численность пучка сократилось, все больше и больше сжатия волокон конкретных разгромлены, а лучших баров сжатия пряжками на сжатие. При остаточной нагрузки P ^ г ^ к югу снизилась до 50% от предельной нагрузки, или прогиба в середине пролета достигнуто пучка не удалось при деформации потенциала и испытаний была прекращена. Нагрузки и деформации пучка на данный момент называют остаточной прочности и максимальной деформации, соответственно.
Следует отметить, что вышеупомянутые ограничения в 100 мм (3,94 дюйма) был использован, поскольку в это отклонение, есть опасность того, что луч образцов скольжения от их поддерживает и, следовательно, вызывает проблемы безопасности в тесте. Это отклонение предела представляет секционные вращения 0,25 рад, что примерно в семь раз предельно допустимые rotation.13
Экспериментальные результаты показывают также, что, как ожидается, увеличение первого приложенной нагрузки и прогиба в середине пролета причиненный при усиленных балок с менее чем 1,6% усиление напряженности до коррозии на провал с большим отклонением и широкой трещины, но вести за- армированные пучки с более чем 3,1% напряженности подкрепления до коррозии на провал с небольшим отклонением и незначительные трещины. Кроме того, для всех образцов пучка, так как сдвиг соотношения промежуток времени (то есть, / D = M / Vd) были взяты около 4,5 и достаточно ссылки были приняты меры для предотвращения сдвига провал, как и ожидалось, все образцы не удалось при изгибе с крайней конкретные сжатия дробленая в 300 мм (11,8 дюйма) области чистого изгиба.
Влияние коррозии на изгиб поведения и сбоев
Сравнение прогиба от нагрузки кривые ржавые пучков с теми, соответствующих не-ржавые балки, как показано на рис. От 4 до 9, показывает, что коррозия арматуры, будь нижней баров напряженности, лучших баров сжатия, или поперечных связей, влияет на изгиб поведение и неспособность режима бетонной балки в значительной степени, в дополнение к снижению пиковых нагрузок (то есть луч прочность на изгиб был сокращен в результате коррозии, которая будет обсуждаться в отдельной статье).
До пиковых нагрузок, из-за растрескивание бетона, снижение укрепление области, а также ухудшение связи между покрытия бетона и коррозии арматуры, коррозия арматуры под сокращение как изгибной жесткости и прочности. Кроме того, лишь 10% коррозии напряженности подкрепления вызвало Луч T164 с 3,1 усиление напряженности% на начальном этапе, изменить свое поведение с образом хрупкой пластичной основе с очевидной характеристикой доходности, как это показано на рис. 7, а не текучести было очевидно для не-ржавые Луч T160 и T162 Балки и T163 до примерно 7% коррозии.
Существовали некоторых исключительных случаях (Балки C124, T322, T282, T122, R122 и), чья нагрузка-смещение кривых до пиковых нагрузок либо идентичных или жесткие, чем у их без соответствующих ржавые балки, как показано на рис. 4, 6, 9. Эти случаи будут рассмотрены в следующих пунктах.
Для луча C124, две точечные нагрузки, которые были применены на его верхней грани, через две 150 х 80 х 10 мм (5,91 х 3,15 х 0,39 дюйма) стальных пластин, к закрытию коррозионных трещин на боковых гранях и привели ее действовать аналогичным образом в соответствующие не-ржавые балки. В результате, его нагрузка-смещение кривой почти совпало с noncorroded Луч C120A до своего пика нагрузки, как показано на рис. 4.
Для луча T322 с 6,2% до напряженности усиление коррозии, снижению уровня напряженности бар, причиненный его 2,4% коррозии незначительна, а поведение пучка была почти не отличаются от лиц, не являющихся ржавые Луч C120A, как показано на рис. 6.
Для очень по-армированные балки T282, T122, R122 и, продуктов коррозии на хранение в бетон в растянутой зоне несколько увеличилась изгибной жесткости. После растрескивание бетона при приложении нагрузки, однако, их нагрузка-смещение кривых почти параллельно с этим не-ржавые пучков до их пиковых нагрузок, как показано на рис. 9.
После пиковых нагрузок, как показано на рис. От 4 до 9, влияние коррозии на изгиб поведение и неспособность режима бетонная балка варьируются в зависимости от района напряженности баров до коррозии.
Для более усиленный пучки с более чем 3,1% напряжения арматуры, показано на рис. От 4 до 7, коррозии арматуры, будь нижней баров напряженности, лучших баров сжатия, или поперечные связи, причиненный их прогиба от нагрузки кривые падения более мягко, чем соответствующие им не-ржавые балки. Иными словами, темп снижения остаточной грузоподъемностью коррозии на усиленный пучок меньше, чем в соответствующем без ржавые балки. Таким образом, в дополнение к очевидной характеристикой доходности Луч T164, коррозии, вызываемой через усиленный пучков потерпеть неудачу в менее хрупким образом с меньшим изменением нагрузки на тот же приращение прогиба.
Для часто используемых в армированных балок, таких как T682, как показано на рис. 8, однако, коррозии барами напряжение, вызванное нисходящей фазы ее кривая прогиба от нагрузки, чтобы стать круче, чем у не-ржавые T680 Beam. Иными словами, остаточная емкость от коррозии underreinforced пучка после его пиковая нагрузка уменьшилась более чем в соответствующий не-ржавые балки. Таким образом, коррозия напряженности баров произойти в усиленный пучков на провал в менее вязкий образом.
Для очень по-армированных балок с 0,87% усиление напряженности изначально (одна четверть от этого сбалансированного пучка), как показано на рис. 9, около 10% коррозии их натяжение баров причиной их прогиба от нагрузки на кривых после максимальной нагрузки бросить вдруг и потерпеть неудачу в очень хрупкой основе с разрывом ржавые усиление напряженности. Этот разрыв произошло до лучей достигла предписанного отклонения 100 мм (3,94 дюйма), которые были достигнуты соответствующие без них ржавые. Иными словами, с точки зрения структурной пластичности, только 10% коррозионно превратил неспособность режима очень underreinforced пучков из пластичного образом хрупкой образом из-за разрыва их ржавые баров напряженности.
Таким образом, можно сделать вывод, что усиление коррозии изменяется нагрузка-смещение кривых бетонных балок, и, следовательно, меняет их поведение и изгиб сбоев. Это приводит к более усиленный пучков потерпеть неудачу в менее хрупким образом, или даже в более пластичным образом, но и делает обычно используется под усиленный пучков неудачу в менее пластичной манере, или даже в очень хрупкой основе.
Влияние коррозии на пучке пластичности
Пластичности каждого пучка определялась с точки зрения его коэффициент отклонения (1) и (2) 14-16 и показано на рис. 10 и 11, соответственно.
где
Цифры 10 и 11 показывают, что коэффициент пластичности и пластиковые вращения без коррозии на усиленный пучков варьировались от 2,13 до 3,07 и от 0,035 до 0,052, соответственно. Те, без коррозии под усиленный лучей, однако, варьировала от 6,47 до 15,63 и с 0,164 до 0,251, соответственно. Таким образом, как и ожидалось, без коррозии, в возрасте до ж / в частности, очень по-армированные пучков, провал начал с уступая на растяжение подкреплении были гораздо более пластичным, чем за усиленного пучка, повреждение которых регулируется хрупкого разрушения сжатия бетона.
После коррозии произошло усиление, коэффициент пластичности и пластиковые вращения каждого конкретного пучка существенно изменилась. Для более усиленные балки, коррозии арматуры, независимо от их нижней баров напряженности, лучших баров сжатия, или поперечных связей, увеличить их пластичности факторов и пластиковые поворотов, как показано на рис. 10 и 11, и, следовательно, улучшает их пластичность.
Указанные благоприятное влияние на пластичность более усиленный лучей способствовало в результате снижения напряженности бар и растрескивания сжатия бетона, вызванное коррозии арматуры. Для идентичные нагрузки, как штамм ржавые баров напряжение и деформация с трещинами сжатия бетона ржавых пучков стать больше, чем у не-ржавые бары и не треснувший бетон. В результате, пластичность коррозии на усиленный пучков улучшения или как луч становится меньше на усиленный, или даже в условиях усиленного после коррозии барами напряженности имело место, или, как коррозионных трещин развиваются в зоне компрессии пучка после коррозии барами сжатия не произошло.
В отличие от перечисленных выше положительное влияние на overreinforced лучей, коррозии нижней усиление напряженности снижает коэффициент пластичности и пластиковые вращения underreinforced балки, как показано на рис. 10 и 11, соответственно, и, следовательно, уменьшает их пластичности. Такое снижение пластичности коррозии под усиленный пучков обусловлено как сокращением пластичности арматуры и ухудшением прочности.
В самом деле, как определить экспериментально авторами, 10 лишь около 10% коррозионно достаточно, чтобы уменьшить вязкость баров встроенные в конкретных ниже минимальных требований, указанных в Еврокод 213 для использования арматуры в ситуации высокой пластичности. Такие опасения были подтверждены результатами испытаний текущего пучка. В самом деле, 10,2, 10,5 и 11,5% коррозионно напряженности баров вызвало Балки R122, T122, T282, и вдруг на провал с разрывом ржавые бар в каждом конкретном случае. В результате, их общая пластичность был также сокращен.
Стоит отметить, что в обоих сейсмостойких конструкций и перераспределение момента, дизайнеры всегда рекомендуется уменьшить площадь усиление напряженности, чтобы гарантировать значительную ротацию пластического шарнира в критической части structure.14-18 целей такая конструкция философии, чтобы структура потерпеть неудачу в очень вязкий образом. Если такие структуры были впоследствии страдают от коррозии стали, однако, они могли не в очень хрупком образом, из-за возможного разрыва ржавые баров и снижение прочности. Таким образом, предполагается, что следует позаботиться в разработке таких структур, которые расположены в сейсмоактивных регионах, и которые могут быть повреждены при коррозии стали. Количество стали оставшихся после вероятной коррозии в течение срока эксплуатации конструкции произошло, по-прежнему быть достаточной для поддержания минимальной пластичности требуется.
Сравнение с результатами других исследователей
Следует отметить, что коррозии в различных регионах подкрепления в пучке образца будет иметь различные последствия для ее отказов и пластичность поведения. Для продольной арматуры, коррозия подкрепление в середине пролета области пучка может привести к пучка на провал, поскольку в результате разрыва напряженности баров, в то время как усиление коррозии вблизи поддержки может привести к якорной стоянке провал. Точно так же для поперечной арматуры, коррозия вблизи поддержки может вызвать разрушение при сдвиге, а коррозии поперечной арматуры в середине пролета регионе может негативно отразиться на пластичность бетонной балки, как следствие потери бокового удержания в укрепление сжатия и бетона. Следовательно, прямые и количественное сравнение не может быть сделано либо между различными образцами пучка с коррозии арматуры в различных регионах и между таких пучков и балки содержащие баров коррозия по всей их длине.
Для качественной оценки воздействия коррозии арматуры на пучке пластичности, однако, результаты как результаты текущих исследований и других исследователей, обобщены в таблице 3 и обсуждены в следующем.
Что касается отказов от ржавые балки, другие исследователи отмечают, что изменения неспособность режима под усиленный пучков из пластичного к хрупкому, что согласуется с текущими наблюдениями. Несмотря на такое общее согласие, отказов каждого исследователя лучи не всегда совпадают, из-за разного типа образца и испытания используемых методов. Сдвига неудачи Rodriguez's2 пучков были вызваны точечная коррозия поперечных связей. Связи неудачи Татибана и др.. S3 пучков были вызваны из-за отсутствия поперечных сдержанности вокруг одной продольной бар. Отказов в пучках, в основном, пострадавших в результате растрескивания сжатия бетона, ухудшение прочности и снижения напряженности области стали, а также его пластичность.
Что касается пучка пластичность, Rodriguez2 сообщил, что для бетонных балок, как с 0,82 и 1,7% напряжения арматуры, коррозия, деформация их потенциал, который похож на текущие результаты при усиленных балках.
ПОСЛЕДСТВИЯ НА ПРАКТИКЕ
Оба нынешних и другими исследователями данные показывают, что усиление коррозии влияет на механическое поведение бетонных балок. Коррозия влияет на усиление пучка пластичности в следующих четырех способов:
1. Это уменьшает площадь напряженности баров и, следовательно, делает бетонных балок менее укреплены и, в общем, более пластичным. В случае очень по-армированных балок, однако, приведенная бар может быть настолько малой, что разрушение происходит в баре, а не разрушения бар урожая. В результате, не может быть сокращение бар пластичность;
2. Это снижает пластичность стали и, следовательно, снижает вязкость пучка;
3. Если сжатие баров коррозия, трещины сжатия бетона может произойти, и пластичность пучка может быть увеличена, и
4. Это ухудшает прочность связи между ржавые баров и бетона.
Взаимодействие между этими четырьмя факторами является сложным и качественно иллюстрируется на рис. 12, которая включает в себя четыре региона: A, B, C и D.
Ясно, что, если площадь напряженности стали очень мала (очень по-армированные) и / или коррозии количество очень велико, луч пластичность уменьшается в результате разрыва напряженности баров, потому что снижение пластичности стали доминирует пучка ответ, как обозначается области А.
Если зона напряженности стали мала (в соответствии с армированной) и / или коррозии сумма не слишком велика, луч пластичность уменьшается, так как ухудшение прочности контроля поведения балки, а обозначается по регионам B.
Если зона напряженности стали большой (более усиленный) и / или коррозии на небольшую сумму, луч пластичности не уменьшится, а может даже возрасти, так как снижение напряженности бар доминирует пучка ответ, как обозначается по регионам C.
Если зона напряженности стали большими и / или разъедает из высококачественной стали, повышает пластичность пучка, так как сокращение стали площадь и растрескивания зоны сжатия конкретного поведения управления лучом, как обозначается по регионам D.
На сегодняшний день Есть достаточно данных испытаний для определения границы между указанными различных регионах точно. Важно, однако, границы между регионами, B и C, то есть нижний предел для уменьшения коррозии пластичности пучка и верхний предел для увеличения коррозионной пучка пластичности. Таким образом, для иллюстрации, текущих и прочих исследователей тестовые данные приведены на рис. 13. Он подчеркнул, что, поскольку других исследователей сосредоточены в основном на прочность пучка, количественные результаты относительно влияния коррозии на пучке пластичности не были полностью доступны. Экспериментальных данных на рис. 13 были выведены из опубликованных данных путем сопоставления прогиба от нагрузки кривые коррозии образцов с деятельностью без них ржавые.
Рисунок 13 показывает, что эффект от коррозии пучка пластичности зависит главным образом от их первоначальной площади стали напряженности и количество коррозии. В значительной степени усилить пучков в течение примерно 3,1% напряженности бар, коррозии пучка увеличивается пластичность, потому как растрескивание сжатия бетона или уменьшение площади стали напряженности доминирует пучка ответ.
Для пучков с менее чем до 3,1% общей площади стали напряженности, однако, только тогда, когда сумма коррозии значительно делает небольшой коррозии не влияет на усиление пучка пластичности. В противном случае, коррозии всегда уменьшается пластичность под усиленный пучка в результате разрыва ржавые баров напряженности и ухудшения связей между ржавые баров напряженности и окружающих бетона. Экспериментальные результаты данного исследования показывают, что примерно 10% коррозии не только достаточно, чтобы уменьшить вязкость усиления встроенных в конкретных ниже требуемого минимума, 12, но и привести к очень по-армированных балок с первоначально 0,87% напряженности подкрепление потерпеть неудачу в очень хрупкой основе с разрывом их натяжение арматуры.
Следует отметить, что, кроме текущей работы, другие исследователи не сообщают о разрыве ржавые напряженности баров, когда коррозии более 10% в очень по-армированные балки. Причина в том, что другие исследователи разгружали с пучками вскоре после пиковых нагрузок, была достигнута. В данной работе, однако, загрузка пучков продолжалось до установленного 100 мм (3,94 дюйма) отклонения или 50% от предельной нагрузки достигнуто не было.
Хотя другие исследователи не сообщают о разрыве напряженности баров, когда коррозия превысила 10%, их ржавые пучков также начал терять текучести. Иными словами, с точки зрения структурной пластичности, 10% приведет к сокращению коррозии пучка пластичности к тревожным уровнях. Таким образом, в практической инженерии, внимание должно быть уделено пластичности под усиленный пучков, которые подвергаются риску коррозии стали, особенно, когда количество коррозии может превышать 10%.
ВЫВОДЫ
1. В дополнение к уменьшению прочности при изгибе пучка, который будет обсуждаться в отдельном документе, коррозия может изменить отказов от бетонных балок. Это приводит к более усиленный пучков потерпеть неудачу в менее хрупким, и даже вязкий, манеры, но вызывает при усиленных пучков на провал в менее гибким, и даже очень хрупкие, образом;
2. Коррозия может изменить нагрузки упругой линии балки. В период после пиковых нагрузок фаз, коррозии плоским ответ на усиленные балки, но делает тех рамках усиленного пучка становится более хрупким, и
3. Существует обеспокоенность по поводу пучка пластичности, если сумма коррозии превышает примерно 10% для очень underreinforced пучков, так как разрыв ржавые баров напряженности может произойти.
Авторы
Основной автор хотел бы выразить свою признательность Комитету вице-канцлеров и принципы Соединенного Королевства за награду заморскими литературу, а британский Цемент ассоциации и Бирмингемского университета за финансовой поддержкой. Мнения, высказанные здесь, являются мнениями авторов и не обязательно отражают точку зрения признал.
Нотация
^ Sub D = пластичного параметр области ржавые бар
^ К югу D0 = пластичного параметр области нераспространения ржавые бар
^ К югу с = площадь поперечного сечения проржавевших бар
^ К югу S0 = площадь поперечного сечения из не-ржавые бар
с = бетона
D = оригинального диаметра бар
г ^ к югу S ^ = диаметр ржавые бар
г ^ к югу S0 = диаметр без ржавых бар
E ^ югу ы = модуль упругости ржавые бар
E ^ югу S0 = модуль упругости без ржавых бар
F ^ югу у = текучести ржавые бар
F ^ югу у0 = текучести без ржавых бар
Q ^ югу соответствует = сумма коррозии арматурного проката
S = бар четкое расстояние
T = коррозии времени
Ссылки
1. Page, CL, "Коррозия и борьба с ними в железобетонных, шестая лекция Фредерик Мемориал Ли," Информационные технологии "Ежегодника: 1998-1999, Институт технологии бетона, Crowthorne, 1999, с. 37-51.
2. Родригес, Дж. Ортега, LM; Casal, J.; и Diez, JM, "Оценка структурного состояния железобетонных конструкций с Коррозия арматуры," Бетон ремонта, восстановления и защиты РК Dhir и МР-Джонс, ред., E
3. Татибана, Ю.; Kajikawa, Ю. и Кавамура, М., "Механическое поведение RC Балки, пострадавших в результате коррозии арматуры," Бетон Библиотека JSCE, № 14, март 1990, с. 177-188.
4. Мишра, С. и Uomoto, T., "Влияние коррозии на усиление несущей способности RC Beam," Труды Института Японии бетона, V. 6, № 2, 1987, с. 675-680.
5. Almusallam А.А., Аль-Gahtani, AS; Азиз, AR, Дахиль, FH и Rasheeduzzafar, "Влияние коррозии арматуры на изгиб Поведение бетонных плит," Журнал материалы в области строительства, август 1996, с. 123-127 .
6. Mangat, PS, и Elgarf, MS, "Прочность на изгиб бетонных пучков с разъедает усиление", ACI Структурные Journal, V. 96, № 1, январь-февраль 1999, с. 149-158.
7. Mangat, PS, и Elgarf, MS, "Сила и работоспособности Отремонтировано железобетонных балок проходят коррозии арматуры," Журнал конкретных исследований, V. 51, № 2, апрель 1999, с. 97-112.
8. Ли, СС; Tomosawa, F.; и Ногучи, Т. В. Влияние коррозии арматуры по структурной эффективности Единого Железобетонная балка, долговечности строительных материалов и компонентов, т. 7, C. Сджостром, ред., E
9. Du, Ю. Г., Кларк, Л. и Чен, AHC, "Остаточная емкость Коррозия арматуры," Журнал конкретных исследований, В. 57, № 3, 2005, с. 135-147.
10. Du, Ю. Г., Кларк, Л. и Чен, AHC, "Влияние коррозии на пластичность арматурных прутков," Журнал конкретных исследований, В. 57, № 7, 2005, с. 407-419.
11. Кэрнс, J.; Plizzari, G.; Du, Ю. Г., Закон, DW, и FRANZONI, C., "Механические свойства поврежденных коррозией арматуры," ACI журнал Материалы, В. 102, № 4, июль-август 2005, с. 256-264.
12. Гонсалес, JA; Андраде, C.; Алонсо, C. и Фелиу, S., "Сравнение тарифов Генеральной коррозии и максимальная Питтинговая проникновения на бетоне Встроенный стальной арматуры", цемента и бетона исследований, V. 25, № 2 , 1995, с. 257-264.
13. BS EN 1992-1-1 ", Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций-Часть 1-1: Общие правила и правила для зданий", 2004, с. 205-207.
14. Парк Р., проектная мощность ковкого RC Строительство Структурные на сейсмостойкость, "Инженер, В. 70, № 16/18, август 1992, с. 279-289.
15. Парк Р., Ruitong Д., "пластичность дважды железобетонных Sections Beam," Структурные ACI Journal, В. 85, № 2, март-апрель 1988, с. 217-225.
16. Парк Р., Paulay, T., железобетонных конструкций, John Wiley
17. Биби, AW, "Защита от коррозии арматурной стали в бетоне и его связь с крекинг", Инженер, В. 56А, № 3, март 1978, с. 77-81.
18. Creazza Г., Руссо, SA ", новое предложение для Определение пластичности бетонных Укрепление стали методом одного параметра", материалов и конструкций, V. 29, август-сентябрь 1996, с. 406-410.
19. Кэрнс, J., и Чжао, З., "Структурные Поведение бетонных балок с армированием Exposed," Труды Института гражданских инженеров: зданий и сооружений, В. 99, май 1993, с. 141-154.
20. Ван, Q.; Чи, Ю. и Ван Ю., "Моделирование Тесты и анализ несвязанных железобетонных балок Благодаря коррозии стали", Труды Четвертой национальной конференции по оценке Строительство и укрепление, Куньмине, Китай, 1998, с. 328-335.
Yingang Du является преподаватель строительной техники в Университете Бирмингема, Бирмингем, Великобритания. Он получил BEng и Мэн Сянь из Университета Архитектуры и технологии, Шаньси, Китай, и степень доктора философии от Университета Бирмингема. Его исследовательские интересы включают безопасность и долговечность бетонных конструкций при коррозии, землетрясения, пожары, и высокой температуры.
Входящие в состав МСА Лесли А. Кларк Pro-вице-канцлер Усадьбы и инфраструктуры в Университете Бирмингема, где он является профессором структурной инженерии. Он является членом комитета ACI 444, экспериментальный анализ для железобетонных конструкций и совместной ACI-ASCE Комитет 343, железобетонный мост дизайн. Его исследовательские интересы включают дизайн, анализа, оценки и поведение железобетонных конструкций.
Эндрю Чен HC является дипломированным инженером, профессор вычислительной техники. Он получил докторскую степень в Университете Уэльса, Суонси, Уэльс, в 1989 году. Его научные интересы включают в себя разработку и применение компьютерных и численные методы в строительстве с особым интересом в нелинейном методе конечных элементов, и в сочетании жидкости в деформируемых пористых средах при различных масштабах времени.
Оценка Слэб формы в контролируемых условиях среды
Бонд прочность Lap-бары сращивания
Модернизированы железобетонный мост колонны под Shaketable Возбуждение
Анализ бетонных плит Использование Shell элемент с Предполагается Штамм
Аналитическая модель для прогнозирования нелинейных изгиб Поведение Коррозия железобетонных балок