（ １ ） 几何 模型 建立 １ ２ ０×２ ０ ０ Ｘ １ ９ ０ ０ ｍｍ简支梁 ， 计算跨径 １ ７ ０ ０ ｍ ｍ。 主筋混凝土保护层厚度为 ２ ５ ｍ ｍ， 混凝 土采用 Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ ６ ５实体 单元模拟 ， 钢筋采用 Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ ８单 元模 拟 ， 采用 Ｃ Ｏ Ｍ Ｂ Ｉ Ｎ ３ ９非线 性弹簧单 元模 拟 钢 筋 和混 凝 土 之 间粘 结 滑 移。分别 建 立 ０ ％、 ５ ％、 １ ５ ％三组钢 筋锈蚀率模型 。主梁总共划分为 １ ０ ６ ８ 个单元 、 １ ２ ４ ８个节点 。 （ ２ ） 边界条件 在实 际支座处 沿横 桥 向施加 ｘ、 Ｙ两个 方 向的约束 ； 钢 筋 与主梁 之间通过 弹簧单元 连接 ， 将混凝 土单元节点与钢筋 单元节点重合 ， 耦合重合节点 ｘ、 Ｙ方 向的 自由度 ， 弹簧单元 的粘结应 力一 滑移关系按照公式 （ ３ ） 输入 。 （ ３ ） 计 算参 数 ①主梁 主梁采用 ｃ 如 混凝土 ， Ｅ＝ ３ ． ０ Ｘ １ ０ ＭＰ ａ ， ＝ ０ ． ２ 。混凝 土的本构模型仍采用原混凝 土本 构模 型。
ｙ ， ｓ＝０ ｂ ｘ＋ 厂， Ａ ＝ Ａ ＋ （ １ ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计算 中 不 考 虑 受 压 钢 筋 和 箍 筋 的 锈 蚀 ； 受 拉 钢 筋 采 用 Ｈ Ｒ Ｂ ３ ３ ５钢筋 ＝３ ０ ０ ＭＰ ａ 。Ｅ＝２ ． ０ Ｘ １ ０ ５ Ｍ Ｐ ａ ， ＝０ ． ３ 。 锈蚀钢筋 的本构模 型采用表 １模拟。 ③锈蚀钢 筋和混凝土之 间的粘结滑移作用 锈蚀 钢筋粘结应力与滑移关 系是否合理 ， 将直接影有 限 元分析结果。根据本文第一节所提到 的方法 ， 对 未锈蚀钢 筋 与混凝土的粘结滑移关 系乘 以粘 结锈蚀退化 系数 ， 得到锈蚀 后的粘结滑移关系 。
３ ． １ 有 限 元 模 型
和极限应变 ８ 参 考文献计算 ， 给 出锈蚀钢 筋应力 、 应变随
钢筋锈蚀率变化的计算公式 。见表 １ 。 表 １ 锈蚀钢筋应 力、 应变计算公式
式中 、 分别为未锈蚀钢筋屈 服强度 和极 限应 变 ； ｄ为未 锈蚀钢筋的直径 。 （ ３ ） 锈蚀钢筋一 混凝土粘结作用 目前在进行锈蚀钢筋 混凝土 构件受 力性能 有 限元 模拟 时， 通常采用未锈蚀钢筋 与混凝 土的粘结滑移关系乘 以粘结 锈蚀退化系数 。具体如下 。
２ ０ １ ３年 第 ９期 （ 总第 ２ ３ ５期 ）
黑龙江 交通科 技
Ｈ Ｅ ｌ Ｌ Ｏ ＮＧＪ Ｉ ＡＮＧ Ｊ ｌ ＡＯＴＯＮＧ ＫＥ Ｊ
Ｎｏ ． ９， ２ ０ １ ３
（ Ｓ ｕ ｍ Ｎ ｏ ． ２ ３ ５ ）
锈 蚀 钢 筋 混凝 土构 件 受 力性 能 分 析研 究
１ 锈 蚀钢 筋 混凝 土构 件 受 力 性 能 分 析
结合现有研究理论 ， 锈蚀 钢筋混凝土构件受力性能 主要 体现在混凝土本构模型 、 锈蚀 钢筋本构模型 和锈蚀钢筋与 混 凝 土之 间的粘结滑移关 系。具体如 下。 （ １ ） 混凝土本构模 型 便 于简化计算 ， 假定混凝 土各 向 同性 ， 近似认 为腐蚀 前 后 混凝 土弹性模量不 变 ， 混凝土单元仍然采 用原 混凝 土本构 模型， 本文采用 Ｈ ｏ ｇ ｎ ｅ ｓ ｔ ａ ｄ的抛物线 。 （ ２ ） 锈蚀 钢筋本 构模型 钢筋的本构模 型采用 三 折线 模 型 ， 锈蚀 钢 筋屈 服强 度
．
区钢 筋屈服强 度和有 效面 积 ； Ａ 、 Ａ ， 为受拉 区锈 蚀钢筋 和 未锈蚀钢筋 的有效 面积。其余 符号参考文献。
３ Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有 限 元数 值 分 析
本文借 助于 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 有 限元 软件 ， 分别建立 ０ ％、 ５ ％、 １ ５ ％ 三组钢筋锈 蚀率模 型 ， 探 讨锈 蚀 钢筋 混凝 土构 件 的受力性 能， 分析钢筋锈蚀对构件承 载能力的影响。
② 钢 筋 受压钢筋 及箍筋 采用 Ｈ Ｐ Ｂ ２ ３ ５钢 筋 ， ＝２ ３ ５ Ｍ Ｐ ａ ， 本文
锈蚀后钢筋混凝土受弯 构件 的正截 面承载 能力计 算仍 符合未锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载能力计算假定。同时 需考虑钢筋截面积的减小 、 钢筋 屈服强度的降低 以及钢筋与 混凝 土之 间的粘结性能 退化导 致其 协同能 力下降对 承载能 力的影 响。计算公式如下
薛颖慎 ， 同卫刚
（ １ ．陕 西 德 尚龙 路桥 工 程设 计 有 限公 司 ； ２ ．西 安 纺 织 新 区 管 委 会 ）
摘
要： 由于结构设计 、 施工 、 养 护管理及使 用环境等存 在的问题 ， 导致钢筋混凝 土构件在使用 中逐渐 出现老
化、 损伤 ， 甚 至出现严 重的破坏 ， 直接影 响结构的使用功能和安 全。基 于国内外现有研究理论 ， 分别从 钢筋截
当 ０＜卵 ≤５ ％时 ， 卢＝１ —８ ； 当 叼≥５ ％时， 卢＝（ １ ． ０ ５一 叼 ） 。 。式 中 Ｊ Ｂ为粘结锈蚀退 化系数。 锈后钢 筋与混凝 土 之间 的平 均粘 结强 度 为 ＝ 卢×ｆ 。 ， 式中 为锈后钢 筋与 混凝 土 之间 的平均 粘结 强 度 ， 。 为 未 锈钢筋与混凝土之间的平均粘结强度 。 ２ 锈蚀钢筋混凝土构件承载能 力计算
面面积减小 、 钢筋屈 服强 度降低及钢筋与混凝土之间的粘结性能下降三方面 ， 分析 钢筋锈蚀对构件承 载能力
的影响 ； 并 采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 软件模 拟锈蚀钢筋混凝土构件 的受 力行为 ， 通过 分析计 算结果 ， 总结经验 ， 为 构件加
固设计提供参考依据 。 关键词 ： 钢 筋混凝土构件 ； 锈蚀钢 筋 ； 受力性能 ； 承载能力 中图分 类号 ： Ｕ ４ ４ ２ 文献标识码 ： Ｃ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ １ ２ ０— ０ ２