CN109858179B - 钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，包括如下步骤：步骤一，测量钢筋混凝土梁锈蚀前的基本参数；步骤二，测量锈蚀前钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数；步骤三，通过测量锈蚀前后钢筋混凝土梁箍筋的重量，确定钢筋混凝土梁的锈蚀前后箍筋重量损失率；步骤四，建立箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型，预测箍筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力。

Description

钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土梁技术领域，具体涉及一种钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法。

背景技术

钢筋混凝土结构具备混凝土和钢筋的优势，施工便捷、取材容易。钢筋混凝土在建筑材料中应用最为普遍，最为广泛。但是因为海洋环境和工业环境等不良的使用条件、CO2浓度增加和酸雨等引起的环境污染、公路和桥梁路面撒化冰盐等不当的使用方法，混凝土结构中的钢筋锈蚀已成为普遍现象，结构的安全性和耐久性遭受着严重影响。美国加州大学P.K.Mehta教授曾指出：“当今世界，混凝土破坏原因按重要性递降顺序排列是：钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境下的物理化学作用”。混凝土结构因钢筋锈蚀而引起的过早损坏，已日益受到世界各国普遍关注。由于钢筋锈蚀，大量混凝土结构，不能继续服役，有的需要维修加固，有的甚至要拆除，其造成的经济损失巨大。

钢筋混凝土构件受钢筋锈蚀的影响主要表现在以下几个方面：对钢筋，锈蚀将引起钢筋截面面积的减少，使得钢筋强度、塑性等力学性能发生变化；对混凝土，当钢筋锈蚀导致混凝土开裂时，锈胀力会使得混凝土处于多向受力状态，混凝土的抗压强度也会有所降低；对锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结作用：钢筋与混凝土之间的胶结作用，因锈蚀产物层的影响而被削弱；钢筋与混凝土之间的机械咬合作用也因变形肋锈蚀而降低。

近年来，国内外专家学者对锈蚀RC梁斜截面承载力进行了许多研究。

在试验研究方面有：徐善华和牛荻涛对18根锈蚀RC梁和3根无锈蚀对比梁进行抗剪性能试验研究。结果表明：箍筋锈蚀降低了箍筋与混凝土粘结性能；箍筋锈蚀极大地影响了锈蚀RC梁抗剪强度；试验梁的破坏形式由剪跨比所决定，混凝土强度、箍筋锈蚀仅对试验梁抗剪承载力的大小产生影响。

熊进刚等研究发现在箍筋、纵筋锈蚀率小于5％时，箍筋和纵筋的锈蚀率对梁的抗剪性能影响不大，但随着锈蚀率的增大，梁的极限承载力明显降低。而赵羽习等则认为：当箍筋锈蚀率大于10％时，试验梁的抗剪承载力随锈蚀率增加而明显降低。

霍艳华、余璠璟等则通过试验研究和理论分析的方法，分别提出了不同形式的钢筋锈蚀混凝土简支梁抗剪承载力计算方法。李冰研究了局部区段内不同的锈蚀特征对梁受力性能和承载力的影响。翟飞格对6根箍筋锈蚀梁和1根普通对比梁进行试验研究。翟飞格基于修正压力场理论，建立了箍筋锈蚀抗剪承载力公式。余常对RC构件抗剪分析方法进行总结归纳，在翟飞格的研究基础之上，基于转角软化桁架理论，研究配斜筋RC梁抗剪承载力模型。华侨大学的胡智伟试验研究钢纤维掺量为0、5％、10％的锈蚀RC梁，分析了钢筋锈蚀率和钢纤维掺量对试验梁承载力的影响，建立了锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁斜截面承载力计算公式，但试件的数量较少，公式的适用性有待验证。

徐善华、霍艳华、Higgins等在计算混凝土抗剪承载力时，都采用混凝土轴心抗压强度是不合理的。因为随着混凝土强度等级的提高，混凝土抗拉强度和混凝土轴心抗压都是增加的，但值的增加比的平缓，特别是在高强度混凝土时，如果计算公式中不用而用来表达，将使高强度混凝土构件斜截面受剪承载力计算，偏于不安全。采用就可适应从低强到高强混凝土构件斜截面承载力的变化。

因此，我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)对仅配置箍筋时，矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力为：

式中：V_cs——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；

α_cv——斜截面混凝土受剪承载力系数，对于一般受弯构件取0.7；对集中荷载作用下(包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75％以上的情况)的独立梁，取α_cv＝1.75/(λ+1)，λ为计算截面的剪跨比，可取λ等于a/h₀，当λ小于1.5时，取1.5，当λ大于3时，取3，a取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；

h₀——截面有效高度；

f_t——混凝土轴心抗拉强度设计值；

b——矩形截面宽度；

A_sv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，即nA_sv1，此处，n为在同一个截面内箍筋的肢数，A_sv1为单肢箍筋的截面面积；

f_yv——箍筋的抗拉强度设计值；

s——箍筋间距。

但是《混凝土结构设计规范》中关于斜截面抗剪计算公式是根据试验数据经统计分析后取的下限值，而要较为准确计算试验梁斜截面抗剪承载力，计算时应取试验材料的实测值。

综上所述，虽然专家学者对锈蚀RC梁斜截面承载力研究较多，但锈蚀RC梁斜截面承载力计算模型目前仍存在不足。学者们大多根据自己的试验结果，进行回归得出锈蚀RC梁承载力计算公式，然而试件的数量毕竟有限，所以影响RC梁斜截面承载力参数未能完全考虑，所得到的计算模型不具有代表性。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明提供了一种钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，能够简单、准确地确定箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力。

本发明提供的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，包括如下步骤：

步骤一，确定钢筋混凝土梁锈蚀前的基本参数；

步骤二，确定锈蚀前钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数；

步骤三，确定钢筋混凝土梁的锈蚀前后箍筋重量损失率；

步骤四，建立箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型，预测箍筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力。

所述的未锈蚀钢筋混凝土梁的基本参数包括矩形截面宽度b、截面有效高度h₀和混凝土立方体抗压强度f_cu,k；

所述的未锈蚀钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数包括箍筋的抗拉强度试验值

箍筋间距s和配置在同一梁截面内箍筋各肢的全部截面面积A_sv。

所述的当箍筋锈蚀时，钢筋混凝土梁的抗剪承载力的计算模型为：

其中：

为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上抗剪承载力，V_c ^o为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上混凝土抗剪承载力，V_s ^o为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上箍筋抗剪承载力，/>

为箍筋的抗拉强度试验值，/>

为根据混凝土立方体抗压强度推算的混凝土轴心抗拉强度试验值，α为考虑箍筋锈蚀引起箍筋截面损失和箍筋屈服强度降低的综合折减系数，h₀为截面有效高度，b为矩形截面宽度，α_cv为斜截面混凝土受剪承载力系数，s箍筋间距，A_sv为配置在梁同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。

所述的配置在同一梁截面内箍筋各肢的全部截面面积A_sv，即nA_sv1，此处，n为在同一个截面内箍筋的肢数，A_sv1为单肢箍筋的截面面积。

所述的混凝土轴心抗拉强度试验值

的计算公式为：

其中：f_cu,k为试验测得的混凝土立方体抗压强度标准值；α_c2为高强度混凝土的脆性折减系数，对C40及以下取α_c2＝1.00，对C80取α_c2＝0.87，中间按直线规律变化取值。

所述的考虑箍筋锈蚀引起箍筋截面损失和箍筋屈服强度降低的综合折减系数α的计算方法为：

其中，η为箍筋重量损失率，％。

所述的斜截面混凝土受剪承载力系数α_cv确定方法为：对于一般受弯构件取0.7；对集中荷载作用下(包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75％以上的情况)的独立梁，取α_cv＝1.75/(λ+1)，λ为计算截面的剪跨比，可取λ等于a/h₀，当λ小于1.5时，取1.5，当λ大于3时，取3，a取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明提供的箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型确定方法，主要存在如下优点：通过考虑影响箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力的多个影响参数，经过计算能够准确预测构件的抗剪承载力。考虑因素全面；计算模型更合理；预测结果准确，实用性更强。

附图说明

图1为梁尺寸与截面配筋详图；

图2为通电线路结构示意图；

图3为锈蚀情况示意图；

图4为钢筋混凝土试验梁配筋结构示意图；

图5为快速锈蚀装置示意图。

具体实施方式

本发明提供一种钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，为使本发明的目的，思路更加清楚，明确，参照实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所采用的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，包括如下步骤：

(1)确定钢筋混凝土梁锈蚀前的基本参数；

(2)确定锈蚀前钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数；

(3)确定钢筋混凝土梁的锈蚀前后箍筋重量损失率；

(4)建立箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型，预测箍筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力。

(5)步骤(1)中得到的未锈蚀钢筋混凝土梁的基本参数包括矩形截面宽度b、截面有效高度h₀和混凝土立方体抗压强度f_cu,k；

(6)步骤(2)中得到的未锈蚀钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数包括箍筋的抗拉强度试验值

箍筋间距s和配置在同一梁截面内箍筋各肢的全部截面面积A_sv。

(7)步骤(4)中所述的当箍筋锈蚀时，钢筋混凝土梁的抗剪承载力的计算模型为：

其中：

为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上抗剪承载力，V_c ^o为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上混凝土抗剪承载力，V_s ^o为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上箍筋抗剪承载力，/>

为箍筋的抗拉强度试验值，/>

为根据混凝土立方体抗压强度推算的混凝土轴心抗拉强度试验值，α为考虑箍筋锈蚀引起箍筋截面损失和箍筋屈服强度降低的综合折减系数，h₀为截面有效高度，b为矩形截面宽度，α_cv为斜截面混凝土受剪承载力系数，s箍筋间距，A_sv为配置在梁同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。

(8)步骤(6)中得到的配置在同一梁截面内箍筋各肢的全部截面面积A_sv，即nA_sv1，此处，n为在同一个截面内箍筋的肢数，A_sv1为单肢箍筋的截面面积。

(9)步骤(7)中得到的混凝土轴心抗拉强度试验值

的计算公式为：

其中：f_cu,k为试验测得的混凝土立方体抗压强度标准值；α_c2为高强度混凝土的脆性折减系数，对C40及以下取α_c2＝1.00，对C80取α_c2＝0.87，中间按直线规律变化取值。

(10)步骤(7)中得到的考虑箍筋锈蚀引起箍筋截面损失和箍筋屈服强度降低的综合折减系数α的计算方法为：

其中，η为箍筋重量损失率，％。

(11)步骤(7)中得到的斜截面混凝土受剪承载力系数α_cv确定方法为：对于一般受弯构件取0.7；对集中荷载作用下(包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75％以上的情况)的独立梁，取α_cv＝1.75/(λ+1)，λ为计算截面的剪跨比，可取λ等于a/h₀，当λ小于1.5时，取1.5，当λ大于3时，取3，a取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；

实施例1

(1)选取试验材料

试验用水泥为P.Ⅱ42.5R硅酸盐水泥，水为自来水。表1为厂家提供的水泥部分基本性能。

表1水泥的基本性能

试验所用的河砂为中砂，其筛分试验情况及相关性能分别见表2、表3。

表2砂的筛分结果

砂的细度模数(M_x)按下式计算：

表3砂子的基本性能

试验采用公称粒径为5～25mm连续级配碎石，其筛分试验情况及相关性能分别见表4、表5。

表4石子的筛分结果

表5石子的基本性能

纵向受拉钢筋采用HRB400级热轧螺纹钢筋，直径为18mm。箍筋和架立筋采用HPB300级圆钢筋，直径为6mm。钢筋的性能指标如表6所示。

表6钢筋力学性能指标

试验混凝土设计立方体抗压强度等级为C30，设计了三组混凝土配合比进行试配，试配结果见表7。根据和易性、塌落度和立方体抗压强度等指标，对配合比进行调整，最终采用混凝土配合比为水泥：水：砂：石子＝1:0.58:1.81:3.58。每根梁浇筑同时浇筑3个边长为150mm的立方体试块，用于检测浇筑梁的混凝土抗压强度。

表7混凝土强度试配结果

(2)试件设计

试验设计并制作8根钢筋混凝土梁试件，标号为B0～B7，其中B0为对比梁(不进行锈蚀)。试验梁截面尺寸均为120mm×200mm，长度均为1500mm，梁的剪跨比均为2.42。为使得构件发生剪切破坏，梁底部配置2根直径为18mm的HRB400级抗弯钢筋，配筋率为2.12％；架立筋采用2根直径为6mm的HPB300级钢筋，箍筋采用直径为6mm的HPB300级钢筋，箍筋间距200mm，配箍率为0.236％。试验梁尺寸和配筋如图1所示。

试验梁采用单筋截面，为使箍筋尽快锈蚀，保护层厚度取值较小为20mm(混凝土受拉边缘至箍筋外表面的距离)，则a_s＝20+6+18/2＝35mm，h₀＝200-35＝165mm。根据现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)计算梁的承载力过程如下：

为使得计算结果与试验结果更加接近，材料的力学指标根据规范取标准值。

C30混凝土：f_ck＝20.1N/mm²，f_tk＝2.01N/mm²；

HPB300钢筋：f_yk＝300N/mm²；HRB400钢筋：f_yk＝400N/mm²。

①斜截面计算：

集中荷载作用下，梁的剪跨比

则，

②适用条件验算：

上限——截面限制条件：

因为h_w/b＝165/120＝1.38＜4

V＝34.74kN≤0.25β_cf_ckbh₀＝0.25×1×20.1×120×165＝99.50kN，满足。

所以梁不会发生斜压破坏。

下限——最小配箍率：

梁的配箍率为：

满足。

因此，梁不会发生斜拉破坏。

由力的平衡可知：P＝V_cs＝34.47kN

③正截面验算：

混凝土相对受压区高度计算：

ξ_b＝0.518，

所以，此梁不会发生超筋破坏。

所以，此梁满足最小配筋率要求。

正截面弯矩验算：

荷载产生的弯矩：

M＝P×L_o/3＝34.47×1.2/3＝13.78kN·m＜25.00kN·m＝M_u

综上所述，试验梁配置了足够的受弯钢筋，保证试验梁在达到抗剪承载力极限时，梁的抗弯承载力还未达到极限状态，满足试验目的要求。

(3)试件制作与养护

首先计算钢筋下料长度。依据计算结果切割所需钢筋段，利用钢筋弯曲机制作纵筋、架立筋和箍筋。为了便于控制箍筋的锈蚀率，箍筋与纵筋、架立筋之间需做绝缘处理。本试验在架立筋与箍筋、纵筋与箍筋接触的部位包裹绝缘橡胶管，并用塑料搭扣代替扎丝绑扎，端部不需要锈蚀的箍筋仍采用扎丝绑扎。制作完成一个钢筋笼后，随即用摇表进行绝缘性检查，确保箍筋与纵筋和架立筋之间不导电。

试验中浇筑RC梁钢模具尺寸为120mm×200mm×1500mm，分多批浇筑。为增加钢筋混凝土梁的导电性，使钢筋加速锈蚀顺利进行，在混凝土中掺加了占水泥质量5％工业盐氯化钠，以期钢筋的钝化膜尽快破坏，加速锈蚀。在钢筋笼底部和侧面固定20mm厚的砂浆垫块若干，已确定混凝土保护层的厚度。

试验采用60L强制式搅拌机拌合混凝土混合物，一次浇筑一根梁和三个立方体试块。RC梁采用人工振捣，立方体试块由振动台振动密实。构件浇筑两天后拆模，将构件养护至28天。

(4)箍筋加速锈蚀

试验采用通电法进行钢筋加速锈蚀。钢筋通电锈蚀是一个电解过程，通电锈蚀时，将待锈蚀钢筋接通外接电源的正极作为阳极，不锈钢(或铜片)接通外接电源的负极作为阴极，由NaCl溶液形成回路，使得阳极与阴极化学反应，加速钢筋锈蚀。

试验是浇筑试件后，再对试件通电锈蚀，故需预先留出通电导线。具体做法是在钢筋笼制作完成后，用一根直径为6mm的HPB300级钢筋将待锈蚀的箍筋焊接，且一端留出一定长度的垂直段，用于连接电源。通电线路设计见图2，锈蚀示意图见图3。

根据法拉第定律可知：在电解时，在电极上析出或溶解物质的质量与通过的电量成正比；如果通过电量相同，则析出或溶解的不同物质的质量跟它们的摩尔质量成正比，用公式可表为：

式中：I——通电电流，A；

t——通电时间，s；

M——铁电解摩尔量，g/mol；

F——法拉第常数，其值为F＝N·e＝96320C·mol^-1；

Δm——电解析出的锈蚀铁质量，g。

钢筋的锈蚀率可以表示为：

式中：η——钢筋锈蚀率，％；

m——未锈蚀铁的质量，g；

I＝i·S＝2πRli

式中：i——电流密度，A·cm^-2；

S——电流通过钢筋的表面积，cm²；

R——钢筋的半径，cm；

l——钢筋长度，cm。

由以上可得：

对于本试验，电流通过钢筋的表面积为：

6×π×0.6(cm)×53(cm)+π×0.6(cm)×(110+30)＝863.31cm²

式中：每根试验梁有6个直径为0.6cm箍筋锈蚀，每个箍筋长度为53cm，式中后一项为连接各箍筋的外伸通电钢筋，其直径为0.6cm，总长度为140cm。

根据国内外学者对于钢筋通电锈蚀的试验经验，锈蚀电流密度不宜超过3mA·cm^-2，一般取1～2mA·cm^-2。对于本试验：

由上式可知，本试验可采用1.5A的电流来完成，则电流密度为：

并最终得到：

本试验预计得到8个不同的箍筋锈蚀率，分别为0％、1％、3％、5％、7％、9％、11％、13％。可得到不同箍筋锈蚀率对应的通电时间如下表8所示：

表8设计锈蚀率和通电时间

(5)测量结果

根据计算模型计算试验8根锈蚀梁得到的抗剪承载力，试验值与计算值的比较如表9所示。

表9试验梁抗剪承载力按计算模型得到的计算值与试验值的比较

试验值与计算值的比值的平均值为1.149，标准差为0.138，变异系数为0.120。从表可见计算结果与试验结果符合较好。由此可知，本发明提出的箍筋锈蚀钢筋混凝土抗剪承载力模型确定方法更加的合理，计算结果与实验值较接近，具有很强的实用性。

实施例2

(1)试件设计

试验设计了14根梁，计参数如表10所示。

表10试验梁设计参数

一般情形下，混凝土在钢筋混凝土梁的抗剪承载力中起的作用还是很大的。因此为了较明显地体现箍筋和纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁受剪承载力的影响，在本试验中尽量降低混凝土的强度等级，按C20要求设计混凝土强度等级。混凝土配合比为水泥：砂：石：水＝l：2.5：3.36：0.55。

共制作了14根钢筋混凝土简支梁，分为三种：6根箍筋锈蚀梁(编号为L1～L6)、6根纵筋和箍筋均锈蚀梁(编号为LT～L12)和2根无锈蚀(编号为L13、L14)对比梁，其中7根梁的剪跨比为1.5，7根梁的剪跨比为2.5。试验梁截面均为100mmx200mm，长度均为1600mm。为了保证构件破坏为斜截面破坏，梁底部配置足够的抗弯钢筋：3根直径为12mm的HRB335级钢筋，配筋率1.94％。架力筋采用2根直径为10mm的HPB235级钢筋，箍筋配置均为

配箍率0.44％。试验梁的具体尺寸如图4所示。

(2)材料性能

试验梁采用江西兰丰集团南昌兰丰水泥有限公司生产的325号普通硅酸盐水泥，普通河砂，碎石(最大粒径45mm)拌制混凝土。试件制作时预留了混凝土试块，试块在2000KN液压式压力试验机上进行了抗压试验。为保证试验质量，试验前对每一试件都用回弹仪进行辅助强度测试：在构件的每侧各取3个20x20cm2的测区，每个测区选择16个测点，将最大和最小的3个值剔除后，把余下的10个数据进行平均，作为该试件的回弹值。由于制作、养护、表面平整度和有浮浆及系统误差等方面原因，回弹强度值低于同条件试块强度值。因此为准确起见，综合考虑二者因素(混凝土试块强度和回弹推定强度)进行修正，得到每根试验梁的混凝土抗压强度f_c(如表11)。

表11试验梁抗压强度f_c(MPa)

梁编号	L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7
								强度值	9.517	9.834	9.215	10.159	10.724	12.823	10.192
梁编号	L8	L9	L10	L11	L12	L13	L14
								强度值	10.275	11.265	12.814	11.775	9.731	12.132	9.929

采用安徽长江钢铁有限责任公司生产的钢筋，预留了长度为350mm的受力筋和箍筋各三根试样，在100KN液压万能试验机上对钢筋试样进行了力学性能测试，得到的钢材强度指标见表12。

表12试验构件的钢筋强度指标(MPa)

直径(mm)	钢筋种类	屈服强度(MPs)	极限强度(MPa)	弹性模量Es(MPa)
					6.5	HPB235	324	456	2.1×105
12	HRB338	403.2	574	2.0×105

本次试验构件的浇捣制作由浙江标力集团南昌莱茵半岛工地完成。采用木模板支模，插入式振动棒进行振捣。

(3)混凝土试件制作

在100mm*200mm*1600ram的木模中浇捣混凝土。同时制作六块混凝土立方体试块并同期养护，以测定其抗压强度。在钢筋编号侧模板上粘结胶布，写梁编号。

(4)试件编号及绝缘处理

待试件养护28天后，用毛笔蘸红色油漆对试件进行编号(即模板上梁的编号)，写在梁顶，然后拆模，用汽车把试验粱从莱茵半岛工地运回南昌大学建工学院结构实验室。将试验梁钢筋与导线的连接处用环氧树脂包裹，以防阳极电流直接通过盐溶液流入阴极。

(5)试件快速电化学锈蚀试验

快速锈蚀试验装置如图5所示，首先用普通砖和水泥砂浆砌筑若干个水池，水池尺寸：长2.1m×宽1.3m×高0.45m。为保证水池不漏水，在水池内部粉刷几道防水砂浆，并养护三天。与此同时连接钢筋混凝土试件的通电导线。之后在水池内垫入塑料薄膜，配置5％浓度的NaCl溶液，最后将所有钢筋混凝土粱同时置入溶液中，这时要保证试件完全浸泡在溶液中。为了实现较为均匀的锈蚀，试件要先在电解质液中浸泡3天。

开始锈蚀时，将所有连接钢筋和箍筋的导线与若干个直流电源转换器(最大输出电压24V，额定电流2.1A)的阳极相接，而直流电源的阴极则与浸泡在溶液中的钢纱网(因其与溶液接触面积大)相连接，通过NaCI溶液形成回路，使阳极的箍筋或钢筋快速锈蚀。通过观察电流大小和通电时间的长短，根据法拉第定律可以控制梁内箍筋或纵筋的锈蚀量。为了防止纵筋和箍筋电流相互干扰，对纵筋和箍筋均需锈蚀的梁，将纵筋和箍筋分别接不同的直流电源。

在整个锈蚀过程中不断有棕红色和黑绿色的锈蚀产物渗出。对于钢筋混凝土梁，由于混凝土的存在，梁会产生杂散电流，即实际测得的电流并不能全部用于钢筋的阳极锈蚀；而且每根箍筋或钢筋的电流也是在不断变化的。虽然如此，仍在全部梁通电三天后实测了箍筋和纵筋每股通电导线的电流，估算了各自的锈蚀率，并以此作为参考值来判断大概结束锈蚀试验的时间。

(6)测量结果

根据计算模型计算试验8根锈蚀梁得到的抗剪承载力，试验值与计算值的比较如表13所示。

表13试验梁抗剪承载力按计算模型得到的计算值与试验值的比较

根据本发明提出的计算模型计算试验中的14根试验梁的抗剪承载力，试验值与计算值的比值的平均值为1.078，标准差0.069，变异系数0.064。从表可见计算结果与试验结果也符合较好。由此可知，本发明提出的箍筋锈蚀钢筋混凝土抗剪承载力模型确定方法更加的合理，计算结果与实验值较接近，具有很强的实用性。

本发明的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，测量钢筋混凝土梁锈蚀前的基本参数；未锈蚀钢筋混凝土梁的基本参数包括矩形截面宽度b、截面有效高度h₀和混凝土立方体抗压强度f_cu,k；

步骤二，测量锈蚀前钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数；所述的未锈蚀钢筋混凝土梁内箍筋的基本参数包括箍筋的抗拉强度试验值

箍筋间距s和配置在同一梁截面内箍筋各肢的全部截面面积A_sv；

步骤三，通过测量锈蚀前后钢筋混凝土梁箍筋的重量，确定钢筋混凝土梁的锈蚀前后箍筋重量损失率；

步骤四，建立箍筋锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型，预测箍筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力；

当箍筋锈蚀时，钢筋混凝土梁的抗剪承载力的计算模型为：

其中：

为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上抗剪承载力，/>

为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上混凝土抗剪承载力，/>

为锈蚀梁根据材料试验值计算得到的构件斜截面上箍筋抗剪承载力，/>

为箍筋的抗拉强度试验值，/>

为根据混凝土立方体抗压强度推算的混凝土轴心抗拉强度试验值，α为箍筋锈蚀引起箍筋截面损失和箍筋屈服强度降低的综合折减系数，h₀为截面有效高度，b为矩形截面宽度，α_cv为斜截面混凝土受剪承载力系数，s箍筋间距，A_sv为配置在梁同一截面内箍筋各肢的全部截面面积。

2.根据权利要求1所述的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，其特征在于：所述的配置在同一梁截面内箍筋各肢的全部截面面积A_sv，即nA_sv1，此处，n为在同一个截面内箍筋的肢数，A_sv1为单肢箍筋的截面面积。

3.根据权利要求1所述的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，其特征在于：所述的混凝土轴心抗拉强度试验值

的计算公式为：

其中：f_cu,k为试验测得的混凝土立方体抗压强度标准值；α_c2为高强度混凝土的脆性折减系数，对C40及以下取α_c2＝1.00，对C80取α_c2＝0.87，中间按直线规律变化取值。

4.根据权利要求1所述的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，其特征在于：所述的箍筋锈蚀引起箍筋截面损失和箍筋屈服强度降低的综合折减系数α的计算方法为：

其中，η为箍筋重量损失率。

5.根据权利要求1所述的钢筋砼受弯梁抗剪承载力计算方法，其特征在于：所述的斜截面混凝土受剪承载力系数α_cv确定方法为：对于一般受弯构件取0.7；对集中荷载作用下的独立梁，所述的集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75％以上，取α_cv＝1.75/(λ+1)，λ为计算截面的剪跨比，取λ等于a/h₀，当λ小于1.5时，取1.5，当λ大于3时，取3，a取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离。

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