
1.彈性模量
設Bea為銹蝕預應力筋的彈性模量Ee與未銹預應力筋彈性模量E。平均值的比值,稱為預應力筋彈性模量相對值。圖12-15(a)給出了銹蝕預應力筋彈性模量相對值一銹蝕率關系。從圖中可以看出:隨著銹蝕率的增加,鋼絞線的彈性模量有降低趨勢;但鋼絲的彈性模量近似在某一個確定值附近上下波動,與前述銹后鋼筋彈性模量統計趨勢一致,即認為銹蝕對鋼絲彈性模量無影響。鋼絞線銹蝕以后,鋼絲變細,拉伸過程中鋼絲間相互擠壓咬合作用降低,造成鋼絞線整體剛度下降,所以彈性模量降低。
圖12-15銹蝕預應力筋的力學性能
2.名義極限強度
定義銹蝕預應力筋名義極限強度為極限荷載與銹蝕前預應力筋的公稱截面面積之比。銹蝕預應力筋名義極限強度相對值aomm為銹蝕預應力筋名義極限強度與未銹蝕預應力筋極限強度的比值,利用式(12-27)由ame可獲得銹蝕預應力筋的極限強度foue:
Fom Frmu/Aa.F·Aaa·fm(12-27)
fm.=Ase Fu/AgAo·A1-7
式中Fu,Fvue——預應力筋銹蝕前后的極限荷載;Ao,A.。——預應力筋銹蝕前后截面積。
銹蝕后鋼絞線和鋼絲的名義極限強度相對值統計分析如圖12-15(b)所示。從圖12-15
(b)可以看出,隨著銹蝕率的增加,預應力筋的名義極限強度降低。由試驗現象知,預應力筋銹蝕率較大時表面銹坑現象明顯,拉伸過程中容易在銹坑處突然斷裂,所以銹蝕率較大時名義極限強度較離散。銹蝕率對鋼絞線名義極限強度的影響比鋼絲更大。由于所測銹蝕率為質量銹蝕率,而一般鋼絞線的中絲銹蝕較少,即邊絲實際銹蝕率大于整根鋼絞線的平均銹蝕率,銹蝕鋼絞線拉伸試驗中會在銹蝕最嚴重的邊絲斷裂,所以鋼絞線極限強度對銹蝕率更敏感。
3.極限應變
定義銹蝕預應力筋極限應變相對值Bo為銹蝕預應力筋的極限應變m與預應力筋銹蝕前極限應變Enu的比值。從銹蝕預應力筋荷載-變形曲線可以看出,銹蝕率超過0.08后荷載-
變形呈線彈性特征,因此,規定預應力筋臨界銹蝕率為0.08。銹蝕率超過臨界值后,預應力筋極限應變可通過極限強度與彈性模量的比值獲得,所以僅統計銹蝕率在0.08以內的數據。圖12-15(c)為銹蝕鋼絲極限應變相對值Bc與銹蝕率的統計關系曲線,可以看出在臨界銹蝕率內,極限應變相對值隨銹蝕率近似按線性關系退化。實際應用中可近似認為銹蝕鋼絞線極限應變變化規律同銹蝕鋼絲。
4.銹蝕預應力筋的應力-應變關系
圖12-16給出了拉伸試驗中典型銹蝕預應力筋(鋼絞線)和預應力鋼絲的荷載-變形關系曲線。從圖中可以看出,預應力筋的變形能力對銹蝕非常敏感,隨著銹蝕率的增加,預應力筋的極限變形能力下降,強化段縮短直至消失。如前所述,隨著銹蝕率的增加,鋼絞線的彈性模量有降低趨勢;當銹蝕率超過0.08時,銹蝕預應力筋在彈性狀態下斷裂,呈現彈性特征,且極限強度和極限應變近似按線性下降。基于上述試驗現象,同濟大學提出了如圖12-17所示的銹蝕預應力筋應力-應變關系模型。
圖12-16典型銹蝕預應力筋荷載一變形曲線
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