概述：

腐蝕會(huì)顯著減小建筑材料的剪切強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)可能遭受腐蝕的結(jié)構(gòu)或者維護(hù)已經(jīng)遭受腐蝕的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意這一點(diǎn)。

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剪切強(qiáng)度是一個(gè)類似于極限抗拉強(qiáng)度的材料特性。與極限抗拉強(qiáng)度的關(guān)鍵區(qū)別是在平面上的應(yīng)變行為。它仍然是一個(gè)函數(shù)的應(yīng)力，但該應(yīng)變是平行于元件的面（或一個(gè)橫截面），而它垂直于拉伸應(yīng)變。從本質(zhì)上說(shuō)，是有兩個(gè)表面處于相對(duì)滑動(dòng)的狀態(tài)，而不是被拉開(kāi)或壓縮。

剪切應(yīng)變，剪切應(yīng)力和剪切強(qiáng)度概述

不像壓縮和拉伸強(qiáng)度這兩個(gè)非常簡(jiǎn)單的概念，剪切變形用數(shù)學(xué)方式定義有點(diǎn)困難。工程剪切應(yīng)變由變形角xy定義，它是角度α和角度β之和，它們分別代表面在兩個(gè)可能的方向上的位移。

圖中所示的情況下，角度α和β分別表示線段AB和AC位置的相對(duì)變化。

當(dāng)采用張量形式研究時(shí)，需要限定應(yīng)變，所得到的矩陣相當(dāng)復(fù)雜，也需要各個(gè)方向上的值。但是可以通過(guò)關(guān)系式計(jì)算剪切應(yīng)力：

其中G是所述材料的剪切模量。

即使是這樣簡(jiǎn)單的等式，由于應(yīng)變的性質(zhì)，如果不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)從現(xiàn)實(shí)中測(cè)量所需要的參數(shù)是相當(dāng)困難的。幸運(yùn)的是，可以找到相對(duì)容易的剪切強(qiáng)度試驗(yàn)值，而且事實(shí)證明，對(duì)于大多數(shù)現(xiàn)代建筑材料剪切強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度之間是線性關(guān)系；因此，跳過(guò)幾個(gè)步驟，對(duì)于大多數(shù)建筑材料，直接采用粗略估計(jì)，剪切強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度值的0.65到1.3倍之間不等。

作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則，韌性材料如鋁在剪切時(shí)更經(jīng)常失效（鋁的剪切強(qiáng)度是其極限拉伸強(qiáng)度的0.65倍），而脆性材料更經(jīng)常在拉伸試驗(yàn)時(shí)失效。

腐蝕對(duì)鋼筋剪切強(qiáng)度的影響

土木工程師目前面臨的主要問(wèn)題之一是幾乎所有的老化結(jié)構(gòu)中均發(fā)現(xiàn)了鋼筋腐蝕，橋梁是最易出問(wèn)題的案例之一。當(dāng)然，這也是大多數(shù)測(cè)試從鋼筋中取樣的原因之一。

盡管已經(jīng)有人做過(guò)腐蝕程度與材料拉伸強(qiáng)度之間關(guān)系的一些研究，但是腐蝕對(duì)鋼筋和鋼纖維的剪切強(qiáng)度的影響最近才有一些專門進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

鋼筋在混凝土中的的主要作用是增加梁的剪切強(qiáng)度，因此，很自然的，大部分近期的剪切強(qiáng)度測(cè)試用于有鋼筋或鋼纖維來(lái)加強(qiáng)混凝土元件或結(jié)構(gòu)的情況。

Waweru寫(xiě)的一篇論文指出了腐蝕對(duì)鋼筋纖維而非鋼筋的剪切強(qiáng)度的作用。該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了以下幾點(diǎn)：

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和其它實(shí)驗(yàn)研究表明，鋼纖維很明顯地增加了混凝土構(gòu)件的剪切強(qiáng)度。

如果單個(gè)纖維承受的腐蝕小于最小直徑的12.5％，對(duì)梁的剪切能力的影響是微不足道的。

由于研究集中在表面裂紋附近處腐蝕的樣品，可以很安全地假設(shè)，這種腐蝕構(gòu)件的性能與非腐蝕試樣的相同。

如果允許腐蝕進(jìn)一步作用，并減小50％的鋼纖維直徑，對(duì)抗剪承載力的影響可能以剪切強(qiáng)度降低24％的形式顯現(xiàn)出來(lái)。然而，腐蝕的這種極端的情況在現(xiàn)實(shí)世界中不可能發(fā)生，實(shí)際上表面和近裂縫腐蝕經(jīng)常發(fā)生。

研究得到的另一個(gè)結(jié)論是，對(duì)于有限程度的腐蝕，在鋼纖維和混凝土基體之間由于表面腐蝕的存在導(dǎo)致摩擦的增加。而在更高程度的腐蝕，作用是不同的：腐蝕不再是均勻的，且這些局部點(diǎn)蝕導(dǎo)致纖維幾何形狀的變化，能導(dǎo)致纖維的斷裂。這種非均勻的腐蝕被認(rèn)為是顯著減少材料的強(qiáng)度和延展性的原因。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于相同程度的腐蝕水平，材料的韌性和延展性比剪切強(qiáng)度減少的更多。

盡管這些鋼纖維的結(jié)果并不具有代表性，相對(duì)于更常見(jiàn)的鋼筋混凝土，纖維增強(qiáng)混凝土并非廣泛使用。

腐蝕的影響根據(jù)不同特點(diǎn)會(huì)有變化，腐蝕可以大大降低材料的剪切強(qiáng)度是不容置疑的，所以在設(shè)計(jì)和維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意腐蝕的破壞作用。