锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁静力学性能试验

通过对10根钢筋混凝土梁进行静载试验,研究分析了钢筋锈蚀率和钢纤维掺量对试验梁的承载力、荷载-挠度曲线、钢筋和混凝土应变等的影响。试验结果表明:随着钢筋锈蚀率的增大,试验梁的极限承载力和刚度均明显降低,屈强比增大,钢筋与混凝土正截面平均应变不再符合平截面假定。由于钢纤维的增强和阻裂作用,锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁的受力性能优于锈蚀钢筋混凝土梁的,对于提高钢筋混凝土构件的耐久性有积极作用。     

锈蚀钢筋再生混凝土梁粘结性能及承载力研究

为了研究再生混凝土梁与锈蚀钢筋的粘结性能及抗弯承载力,对12根不同直径钢筋、不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行静荷载试验。结果表明：当钢筋锈蚀率小于9.31%时,再生混凝土梁材料破坏而发生弯曲破坏模式,当钢筋锈蚀率大于9.31%时,梁发生粘结-剪切破坏模式|随着钢筋锈蚀率的增加,试验梁的屈服荷载和极限荷载逐渐降低|随着荷载的增加,钢筋与再生混凝土之间的相对滑移由近似抛物线的分布形式发展成波浪线的分布形式|正常使用荷载作用下试验梁跨中截面再生混凝土仍符合平截面的假定|钢筋锈蚀率在0～9.31%时,通过定义锈蚀钢筋与再生混凝土之间的界面协同工作系数,提出了锈蚀钢筋再生混凝土梁抗弯承载力的计算方法,计算值与试验结果进行对比分析,吻合较好。     

锈蚀对钢筋混凝土梁的影响

采用六种不同类型的梁进行了试验研究,探讨了锈蚀对钢筋混凝土梁的影响,通过向混凝土梁环境中添加氯化钙加速锈蚀,分析了由于钢筋的锈蚀,对钢筋混凝土梁的极限承载力及跨中变形的影响规律。     

锈蚀钢筋混凝土梁的承载力分析

从自然暴露１０年的钢筋混凝土梁中,按钢筋锈蚀损伤程度选取６根梁进行承载力试验,结果表明,钢筋锈蚀程度对梁的承载力有明显影响,钢筋锈蚀越严重,承载力越小,但在考虑钢筋锈蚀损伤后,锈蚀钢筋混凝土梁的承载力计算仍可采用规范方法。     

钢筋砼梁钢筋锈蚀后的状态评价

本研究的主要目的在于对钢筋砼梁的锈蚀状态及结构性能进行评价。总共对３２根梁进行了测试，其中１６条有预设裂缝。对钢筋施加电流来加速其锈蚀。埋入砼中钢筋的开路电势及锈蚀率用电化学法测得。极限弯矩由载荷试验得到。测试结果表明，钢筋砼梁的承载能力与其钢筋的锈蚀状态相关     

锈蚀钢筋混凝土矩形梁截面延性分析

对锈蚀钢筋混凝土梁的延性特征展开研究,结合48根梁(32根锈蚀梁和12根对比试验梁)的试验数据,在平截面假定不再成立的前提下,回归分析得出不同锈蚀程度的梁在钢筋屈服和极限状态时钢筋与混凝土的应变关系,通过此应变关系得到锈蚀梁在钢筋屈服和极限状态时受压区高度的计算表达式,从而得到了锈蚀梁曲率延性系数的计算模型;根据计算模型,绘制不同锈蚀程度梁的M-φ曲线,并分析了不同锈蚀程度梁的延性变化特征及原因。     

持续荷载作用下钢筋锈蚀对混凝土梁工作性能的影响

利用新设计的一套试验装置,对钢筋混凝土梁进行在钢筋加速锈蚀条件下的准长期静力荷载试验。通过对纵向受力钢筋通稳压直流电,采用氯化钠溶液作为电解液等实验方法,实现了被混凝土所包裹的主筋的快速均匀锈蚀。在长期恒定荷载条件下,观测了试验梁的固有频率、挠度、混凝土应变随时间的变化。通过对比,建立了恒载作用下,钢筋锈蚀量与试验梁固有频率、挠度、混凝土受压区应变变化的对应关系。并利用根据纵向裂缝宽度分布修正之后的截面抗弯刚度,采用差分法计算钢筋锈蚀后梁的挠度,试验值与实测值吻合良好。分析结果表明,梁的固有频率对锈蚀的发展敏感,在实际工程中可以通过动测方法诊断钢筋锈蚀导致的结构损伤。     

配置600MPa钢筋有粘结部分预应力混凝土梁抗弯性能研究

对5根配置600MPa钢筋有粘结部分预应力混凝土梁进行静力加载试验,对试验梁的受弯承载力、混凝土应变、裂缝分布及延性等进行了分析,研究了混凝土强度及非预应力钢筋配筋率对试验梁抗弯性能的影响。结果表明:试验梁达到受弯极限状态时,尽管钢绞线未屈服,但600MPa钢筋可屈服,且梁的破坏仍具有一定的延性;试验梁跨中截面混凝土应变基本符合平截面假定,极限承载力可按照桥涵设计规范中抗弯理论公式计算;提出600MPa钢筋在预应力混凝土梁中抗拉强度设计值取500MPa,为600MPa钢筋在预应力混凝土结构中的应用提供参考依据。     

锈蚀钢筋再生混凝土梁力学性能试验研究及ANSYS分析

通过对钢筋通电加速锈蚀的方法,对12根不同钢筋锈蚀率下粗骨料取代率为100%再生混凝土梁的三分点加载试验,分析相同强度条件下不同钢筋直径和锈蚀率的再生混凝土梁力学性能的影响。结果表明:当钢筋锈蚀率小于10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度足以保证两者能够共同工作,此时试验梁发生材料强度破坏模式;当钢筋锈蚀率超过了10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度不足以保证两者共同工作,此时试验梁发生粘结失效破坏模式。基于ANSYS有限元软件对不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行模拟分析,并对锈蚀钢筋再生混凝土梁跨中截面的荷载应力关系曲线进行验算,通过有限元结果与试验结果对比,验证了有限元分析模型的可靠性。     

配置2304双相不锈钢筋混凝土梁受弯性能研究

为解决普通碳素钢筋锈蚀现象,提出使用2304双相不锈钢筋替代普通碳素钢筋,提高混凝土构件耐久性.分别对配置HRB400钢筋和2304双相不锈钢筋混凝土梁进行正截面抗弯试验,分析其开裂荷载、极限荷载和挠度变形,并与规范理论计算方法进行对比.研究表明:2304双相不锈钢筋混凝土梁与HRB400钢筋混凝土梁受力特点相似、符合...     

疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁受力性能研究

对经历不同疲劳加载历程的锈蚀预应力混凝土梁进行静力加载,研究了疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁的受力性能。采用三维激光扫描技术获得了锈蚀预应力筋几何模型。试验结果表明:不均匀锈蚀诱发预应力筋在截面积最小且存在明显锈坑处发生脆性断裂;疲劳损伤后锈蚀预应力混凝土梁初始刚度发生退化,变形能力明显降低,具有脆性破坏特征;随疲劳损伤程度的增加,锈蚀预应力钢丝的变形能力降低;普通钢筋屈服平台缩短,极限应变降低。     

疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁受力性能研究

对经历不同疲劳加载历程的锈蚀预应力混凝土梁进行静力加载,研究了疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁的受力性能。采用三维激光扫描技术获得了锈蚀预应力筋几何模型。试验结果表明:不均匀锈蚀诱发预应力筋在截面积最小且存在明显锈坑处发生脆性断裂;疲劳损伤后锈蚀预应力混凝土梁初始刚度发生退化,变形能力明显降低,具有脆性破坏特征;随疲劳损伤程度的增加,锈蚀预应力钢丝的变形能力降低;普通钢筋屈服平台缩短,极限应变降低。     

疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁受力性能研究

对经历不同疲劳加载历程的锈蚀预应力混凝土梁进行静力加载，研究了疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁的受力性能。采用三维激光扫描技术获得了锈蚀预应力筋几何模型。试验结果表明：不均匀锈蚀诱发预应力筋在截面积最小且存在明显锈坑处发生脆性断裂；疲劳损伤后锈蚀预应力混凝土梁初始刚度发生退化，变形能力明显降低，具有脆性破坏特征；随疲劳损伤程度的增加，锈蚀预应力钢丝的变形能力降低；普通钢筋屈服平台缩短，极限应变降低。     

钢筋锈蚀对混凝土梁抗扭承载力的影响

为了研究钢筋锈蚀对纯扭构件承载力的影响,基于对12根模型梁的快速锈蚀,对不同锈蚀率的混凝土梁进行纯扭加载试验。构件初始裂缝大部分出现在1/3梁跨处附近,很少出现与初始斜裂缝相一致的极限主裂缝。锈蚀梁力位移曲线没有明显的屈服阶段,构件破坏呈脆性。梁的抗扭极限承载力随锈蚀率的升高而降低,在相同锈蚀率下箍筋锈蚀构件的承载力下降较多,延性降低趋势显著。研究表明,钢筋锈蚀削弱了构件开裂前的抗扭刚度,降低了钢筋自身的抗扭能力,导致混凝土梁的抗扭承载力下降。考虑了钢筋锈蚀的变角空间桁架法计算结果与试验结果符合较好。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算

针对目前锈蚀钢筋混凝土构件的研究仅考虑钢筋锈蚀程度的影响,而忽略了在相同锈蚀程度下构件其他参数对承载力退化的影响,导致现有计算模型参数相差较大的问题,对现有锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算方法进行了对比分析。基于无粘结钢筋混凝土梁的研究成果,分析钢筋锈蚀程度、截面配筋率对锈蚀损伤构件的承载力退化产生的影响,综合考虑锈蚀构件截面配筋指标以反映不同构件参数对其产生的影响及无粘结梁钢筋强度利用系数的计算公式,建立了一般锈蚀钢筋混凝土梁受拉钢筋强度利用系数的计算公式。经试验验证,数据吻合很好,其结果有益于完善和发展锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力的计算方法。     

锈蚀钢筋混凝土梁正截面承载力计算探讨

利用极限平衡公式,通过对大量试验数据的分析,计算了梁弯曲破坏时的钢筋应力,并与相应锈蚀钢筋名义屈服强度进行了比较.结果表明,在锈蚀率不是特别大、梁端锚固良好的情况下,锈蚀钢筋面积及力学性能的降低,是导致梁正截面承载力退化的主要原因,粘结性能降低对其影响不显著;构件破坏时,受拉钢筋均可达其名义屈服强度;利用与现行规范形式相同的承载力计算公式,便可对锈蚀梁的正截面承载力进行评估.     

荷载与海水环境耦合作用下钢筋混凝土梁的抗弯性能研究

通过对普通钢筋混凝土梁进行前期加载和海水干湿循环试验，使试验梁发生接近实际结构的机械与钢筋锈蚀耦合损伤，并对耦合损伤试验梁进行了抗弯加载试验。结果表明：耦合损伤梁的破坏形态均为适筋破坏；损伤度越高，耦合损伤试验梁的钢筋屈服越早，裂缝发展及顶部混凝土破坏过程相对越快，其屈服荷载、抗弯承载力、刚度退化也越明显；随着荷载的增加，耦合损伤试验梁的刚度退化速度和幅度也越明显。结合耦合损伤梁试验数据，对普通梁抗弯承载力、刚度理论计算公式的相关参数进行了拟合修正，推导出了耦合损伤试验梁的抗弯承载力和刚度计算公式。     

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度

利用外加电流加速锈蚀法获得锈蚀钢筋混凝土梁,对其粘贴碳纤维布加固后进行受弯试验,并对加固试验梁建立有限元模型,研究其在静力荷载作用下的抗弯刚度和变形能力。结果表明,随钢筋锈蚀率增大,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度发生退化,极限变形能力逐渐削弱。粘贴纵向碳纤维布在一定程度上能够提高锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度,设置横向U形箍则能有效提高加固体系的整体工作性能。在试验及分析结果基础上,按照传统钢筋混凝土梁截面抗弯刚度解析分析方法的思路,引入钢筋应变综合系数来考虑锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能退化对梁抗弯刚度的影响,并根据试验梁和钢筋不同锈蚀程度有限元模型梁的计算刚度进行反推计算,建立了钢筋应变综合系数的计算公式,进而提出了碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的计算方法。与试验结果及有限元模拟分析结果的比较表明,所提计算方法具有较高的精度。     

锈蚀率对钢筋混凝土梁黏结滑移性能影响的试验研究

建立了锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土之间黏结滑移数值分析模型,设计制作了14根不同剪跨比与锈蚀率的钢筋混凝土梁,采用ANSYS有限元软件建立了锈蚀钢筋混凝土梁的三维有限元模型,对14根钢筋混凝土梁开展极限承载力试验,从锈蚀钢筋混凝土梁的荷载-跨中挠度曲线、极限承载力以及钢筋与混凝土之间黏结力3个方面开展对比分析研究,结果表明锈蚀钢筋混凝土梁的荷载-跨中挠度曲线均可大致分为弹性和塑性两个阶段,随着锈蚀率变大,弹性阶段与塑性阶段的分界逐渐不明显。锈蚀钢筋与混凝土之间的黏结力随着距离跨中截面距离的增大变大,且最大黏结力位置出现于加载点附近,同级荷载下,最大黏结力随着锈蚀率的增加而减小。锈蚀钢筋混凝土梁极限承载力随着锈蚀率和剪跨比的增加而变小,当剪跨比为3.0时,平均每升高1%锈蚀率,极限承载力试验值降低1.002 k N,当剪跨比为2.4时,平均每升高1%锈蚀率,极限承载力试验值降低1.849 k N。     

体外预应力加固部分预应力混凝土锈蚀梁抗弯性能研究

采用电化学加速锈蚀法,对部分预应力(PPC)梁中受拉纵筋进行锈蚀,然后使用经过镀锌防腐处理后的体外预应力钢绞线对锈蚀试验梁进行加固。通过对6根不同腐蚀程度、不同加固情况的试验梁开展弯曲试验,研究了静力荷载下构件的破坏形态、抗弯承载力、跨中截面应变分布、体内预应力钢筋应变、体外预应力钢绞线应变、跨中挠度及裂缝分布。试验结果表明:体外加固方式可以有效防止严重锈蚀混凝土梁发生脆性破坏,随着锈蚀率的不断增大,体外预应力加固对锈蚀梁的承载力及抗弯刚度的提高幅度逐渐增大;经过体外预应力加固后,体内钢筋及体外钢绞线的应变显著减小,改善了试验梁的受力性能,可以有效避免其发生钢筋脆性断裂;体外预应力加固可以有效地抑制裂缝的开展,延迟裂缝的出现,使其发展速度明显减小,显著提高试验梁的抗裂能力。