Page 240 - 《振动工程学报》2025年第8期

1880 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

1. 2 材料性能

试验采用 C40 强度等级的细石混凝土，28 d 轴
心 抗 压 强 度 f c =32.10 MPa，弹 性 模 量 E c =3.1×
10 MPa。 墙 体 暗 柱 纵 筋 与 底 座 顶 梁 纵 筋 为
4
HRB400 级钢筋，墙体分布筋、箍筋与底座顶梁箍筋
为 HPB300 级钢筋，材性试验测得钢筋力学性能如
表 2 所示。

表 2 钢筋力学性能
Tab. 2 Mechanical properties of reinforcement
钢筋直径 屈服强度 极限强度 弹性模量
钢筋牌号 图 2 锈蚀试验装置
d/mm f y /MPa f u /MPa E s /MPa
Fig. 2 Devices of corrosion test
HRB400 8 403.70 618.05 2.0×10 5
5
HPB300 8 319.88 437.54 2.1×10
表 3 锈蚀试验参数
HPB300 6 411.98 614.12 2.1×10 5
Tab. 3 Parameters of corrosion test
HRB400 18 441.27 616.85 2.0×10 5
试件编号 η d /% d s /mm i/(A·m ) t/h
-2
LW-1 0 0 0 0
1. 3 锈蚀方案
LW-2 7 0.14 2 535.6
RC 结构在自然环境下锈蚀，钢筋靠近保护层 LW-3 14 0.29 2 1091.8
一侧锈蚀严重，与常规电化学锈蚀产生的均匀锈蚀 LW-4 14 0.29 2 1091.8
形态不同。干湿循环‑外加电流加速锈蚀方法 ［14］ 利 LW-5 14 0.29 2 1091.8
用干湿循环过程中的水分蒸发，诱导混凝土内部形
1. 4 加载方案
成氯离子浓度差，模拟氯离子的扩散侵入，再通电加
速 锈 蚀 ，最 终 得 到 的 钢 筋 锈 蚀 形 态 接 近 自 然 锈 蚀 完成锈蚀试验后，采用悬臂式加载方式进行 L
形态。 形 RC 剪力墙拟静力加载试验。
因此，试验将该加速锈蚀方法应用于 L 形剪力 （1）加载装置：恒定的轴压力由带滚轴的千斤顶
墙试件：首先对墙板预留伸入底座与顶梁的钢筋进 施加于 L 形截面形心处，滚轴可以保证千斤顶在水
行防锈处理，随后在墙体表面包裹一层吸水棉，吸水 平 方 向 随 试 件 变 形 而 自 由 移 动 ；水 平 往 复 荷 载 由
绵外包裹一层不锈钢网片，令试件、吸水棉、不锈钢 100 kN 电液伺服作动器施加，加载点位于腹板垂直
网片三者贴合，然后向吸水棉中注入 5% 氯化钠溶 中线与顶梁水平中线的交点处，为 L 形截面剪切中
液，并通过水泵与定时插座，定期向吸水棉中补充溶 心；采用侧向支撑与滑轮限制试件平面外转动。
液，使其保持充分湿润，确保试件始终处于氯离子侵 （2）测量内容：沿试件水平加载点轴线布置位移
蚀环境中。待试件完全浸湿，将恒流电源正极与墙 计，测量荷载‑位移滞回曲线；在腹板与翼缘布置位
体伸出钢筋相连接，负极与不锈钢网片相连接，通电 移计，测量墙体弯曲、剪切变形以及墙体测量区域的
加速锈蚀，通电锈蚀与湿润 4 d 后，断电风干 3 d，完 水平位移；在底座布置位移计，监测试件底部滑移。
成一次干湿循环。重复干湿循环过程，直至达到设 试验加载装置与详细测点布置如图 3 所示。
计锈蚀程度。通电锈蚀时长依据法拉第定律进行 （3）加载制度：试验设定 L 形剪力墙翼缘受拉为
计算： 加载正方向，翼缘受压为加载负方向。为便于比较
ρ s Z Fe Fd s 不同设计参数剪力墙的抗震性能，试验采用位移控
t = （1）
M Fe i
( 1 - η d ) 制加载方案，基于有限元初步分析结果，选取 6 mm
d s = 0.5d 1 - （2） 为加载制度中的屈服点，试件屈服前，水平位移级差
式中，t 为通电锈蚀时长；F 为法拉第常数；ρ s 表示钢 为 1.5 mm，每 级 加 载 循 环 1 次 ；试 件 加 载 位 移 达
筋密度；d、d s 和 η d 分别为钢筋直径、平均锈蚀深度和 6 mm 后，以 3 mm 水平位移为级差进行加载，每级
设计锈蚀率；Z Fe 和 M Fe 分别为铁的电解化合价和相 加载循环 3 次。最终，当试件正、负方向的水平荷载
对原子质量；i 为腐蚀电流密度。图 2 为锈蚀试验装 下降至峰值荷载的 85%，或墙体破坏严重而无法继
置，各试件锈蚀试验参数如表 3 所示。 续受荷时停止加载。试验加载制度如图 4 所示。