盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能的退化规律,分析比较了完好梁和经历25、50、75及100次盐冻融循环作用梁的承载力和变形性能。结果表明:受冻梁截面混凝土应变仍满足平截面假定,受力特征与完好梁相似;影响盐冻融环境下梁承载力的主要因素是受压区混凝土保护层的剥落,其次是混凝土强度的降低,而钢筋与混凝土粘结性能退化的影响并不显著;混凝土强度降低、保护层损伤及粘结性能退化均是冻融环境下混凝土梁变形增大的重要因素,梁刚度的降低程度除与冻融次数相关外,还受冻融损伤位置和持荷水平影响。     

盐冻融环境下光圆钢筋混凝土黏结强度演化特性

研究了盐冻融作用对光圆钢筋混凝土黏结强度影响。采用快冻法分别对不配箍筋和配箍筋试件分别盐冻融循环0、15、30、45、60次后,进行中心拉拔试验,探究盐冻融循环作用对试件破坏时的外观形态、破坏特征、强度特征值的影响规律,结果表明:随着盐冻融循环次数的增加,混凝土立方体的劈裂抗拉强度以及钢筋混凝土间的黏结强度显著下降,而箍筋对中心混凝土的约束能有效缓解盐冻融作用造成的混凝土强度降低和界面黏结强度降低的影响;在盐冻融循环作用下,配箍筋试件相比不配箍筋试件混凝土保护层剥落量更大。最后,基于试验数据建立了随盐冻融损伤程度变化的无箍筋光圆钢筋混凝土黏结强度计算模型。     

冻融循环后光圆钢筋与混凝土粘结性能退化机理研究

光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要通过胶着力和界面摩擦粘结作用实现,冻融循环作用将削弱或破坏钢筋与混凝土之间的粘结性能。通过光圆钢筋与混凝土在遭受冻融循环作用后的粘结性能试验研究,分析光圆钢筋与混凝土粘结性能随着冻融循环作用次数增加的退化规律;基于静水压力理论和粘着摩擦理论,分析冻融循环对光圆钢筋与混凝土粘结性能破坏的作用机理。研究结果表明：钢筋混凝土在其受冻界面上产生的最大静水压力超过了钢筋与混凝土的正向胶结作用,致使冻融后钢筋与混凝土的粘结强度迅速下降。图10表2参9     

无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁承载能力的计算

锈蚀钢筋混凝土梁的承载力不仅与纵向钢筋的截面损失有关 ,而且和钢筋与混凝土之间的粘结强度的降低、混凝土保护层中出现的纵向锈胀裂缝有关。本文先考虑了由于钢筋的截面损失引起的钢筋混凝土梁的抗弯承载力的降低 ;再在梁 拱共同作用抵抗剪力的机制上 ,计算了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力 ,进而得到了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的承载力及其相应的破坏模式。对一实例的计算结果表明 ,当混凝土保护层出现纵向锈胀裂缝后 ,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度相应降低 ,梁的破坏模式由受弯破坏转向受剪破坏 ,承载能力有较大的降低。同时 ,锚固区的粘结强度的降低 ,导致梁也可能发生粘结锚固破坏。     

侵蚀环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土梁斜截面承载力试验

通过室内模拟试验,研究混合侵蚀溶液、冻融循环与持续荷载耦合作用下,钢筋混凝土梁斜截面承载力和刚度退化、斜截面破坏形态等规律。试验结果表明,预加载比例对侵蚀和冻融环境下钢筋混凝土梁斜截面承载力影响明显,梁的刚度和延性退化程度与箍筋锈蚀和剪压区混凝土劣化有关。最后,给出混合侵蚀、冻融与持续荷载耦合作用下钢筋混凝土梁斜截面承载力计算方法。     

化冰盐对钢筋混凝土梁承载力影响的研究

采用锈蚀和冻融两种环境的叠加来模拟化冰盐环境,通过对相同锈蚀条件下冻融梁和非冻融梁的对比试验,研究化冰盐环境下钢筋混凝土梁剩余承载力的退化。结果表明,模拟的化冰盐环境下,经受冻融循环的试验梁比非冻融循环试验梁承载力下降了13.6%,化冰盐环境下的冻融破坏对钢筋混凝土结构物的性能退化影响不容忽视。     

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究冻融循环作用后的钢筋混凝土梁受弯性能,对经历0、50、100、125次冻融循环的混凝土立方体试块进行抗压强度试验;设计并制作了48根钢筋混凝土梁试件,分别经历0、50、100、125次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度等参数与冻融循环次数的关系。研究冻融循环次数、混凝土强度等级对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。结果表明：混凝土试块质量、相对动弹性模量和立方体抗压强度均随冻融循环次数的增加而下降,高强度等级混凝土可延缓冻融循环造成的破坏;部分设计适筋混凝土梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏。推导了受弯梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏的界限配筋率计算式,并通过试验验证了其正确性;冻融循环作用后钢筋混凝土梁的开裂弯矩、受弯承载力仍可采用现行混凝土结构设计规范相关理论计算。     

冻融循环对新老混凝土粘结性能的影响

通过新老混凝土粘结立方体劈拉试验，研究新混凝土与经历冻融循环作用后的老混凝土粘结修补性能及新老混凝土粘结面抗冻融破坏能力。采用快速冻融试验，探讨冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对新老混凝土粘结性能的影响规律。在试验基础上，分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理，并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补给出了建议。     

冻融后钢筋与混凝土的粘结性能研究进展

冻融循环作用会对钢筋与混凝土间粘结性能产生破坏,总结了冻融破坏以及冻融后钢筋与混凝土粘结强度衰退的机理,分析了冻融后钢筋与混凝土粘结强度的主要影响因素,整理归纳了当前研究冻融后粘结强度试验概况以及粘结强度的计算模型,提出的研究发展方向对进一步开展钢筋混凝土结构在冻融环境下的工作性能研究具有参考价值。     

冻融环境下混凝土损伤对植筋性能影响数值分析

为了研究冻融循环对植筋性能的影响,本文通过有限元软件ABAQUS,并基于国内学者对在冻融循环作用下混凝土的损伤试验结果,进行了冻融环境下混凝土损伤对植筋性能影响的数值分析。主要分析了冻融循环作用下混凝土损伤对植筋粘结应力分布及植筋拉拔承载力的影响,并得到了植筋界面混凝土损伤演化过程。分析结果表明:随着冻融循环次数的增加,植筋系统中混凝土界面损伤破坏状况越严重;冻融循环作用降低了植筋承载力,随着冻融循环程度越大,植筋极限承载力下降越快,植筋性能退化越迅速。     

掺合料及引气剂对混凝土抗盐冻剥蚀性能的影响

针对盐类及冻融循环耦合作用环境,选择混凝土单面盐冻试验方式,研究矿物掺合料及引气剂对混凝土抗冻剥蚀性能的改善作用。结果表明:与基准混凝土相比,在混凝土中掺加活性矿物掺合料和引气剂能够减小混凝土的剥蚀量和相对动弹性模量损失率,提高混凝土的抗盐冻剥蚀性能;掺加磨细矿渣的混凝土抗盐冻剥蚀性能优于粉煤灰混凝土,与其他配合比混凝土相比,复掺粉煤灰、硅灰和引气剂的混凝土,抗盐冻剥蚀性能最好。因此,在盐类存在的冻融环境应提倡矿物掺合料复掺技术。单面盐冻后,混凝土的表面剥蚀量都较大,但混凝土的相对动弹性模量损失率相对较小,因此在单面盐冻过程中混凝土的破坏形式以表面剥蚀为主。     

锈蚀与冻融耦合作用下再生混凝土与钢筋黏结性能梁式试验研究

为了研究锈蚀与冻融循环耦合作用下再生混凝土与钢筋的黏结滑移性能,以钢筋锈蚀率及冻融循环次数为变量,对耦合作用下的钢筋再生混凝土梁试件进行试验,分析其黏结滑移特征值变化规律,并与普通混凝土梁试件进行比较。根据试验结果建立钢筋再生混凝土黏结 滑移本构关系。结果表明：各组试件均发生纵筋拔出破坏;在钢筋锈蚀与冻融循环耦合作用下,冻融循环较钢筋锈蚀对黏结性能的影响更大;平均黏结应力-滑移曲线可大致分为线性上升段、非线性上升段、非线性下降段及残余段;再生混凝土试件的各黏结滑移特征值的波动幅度相对于普通混凝土的较大;在钢筋锈蚀与冻融循环耦合作用下,再生混凝土与钢筋间的化学胶着力要优于普通混凝土;普通混凝土的起始黏结应力与极限黏结应力的比值介于0.38~0.49之间,低于再生混凝土试件,再生混凝土抗滑移性能优于普通混凝土的。建立了考虑钢筋锈蚀与冻融循环耦合作用下的钢筋与再生混凝土黏结滑移本构关系,可为北方地区锈蚀率小于3%的再生混凝土梁黏结性能研究提供参考。     

改性竹筋混凝土受弯构件力学性能试验研究

针对竹筋混凝土结构存在的问题,提出了多种对竹筋的改性方法。在此基础上,对12根采用不同配筋和不同改性方法的受弯构件(11根竹筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁)进行了试验研究,分析了不同改性方法和不同配筋率竹筋混凝土受弯构件的力学性能、破坏形态及其影响因素。研究结果表明:竹筋能有效提高混凝土受弯构件的承载能力;经过适当方法改性后的竹筋能确保竹筋和混凝土之间的有效粘结,其正截面强度计算可以采用平截面假定;竹筋混凝土受弯构件的破坏均为脆性破坏,其破坏形态与其截面配筋率有关。     

冻融循环对混凝土梁抗弯性能的影响

冻融作用是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要原因之一,通过对快速冻融试验后试验梁的纯弯试验,研究了梁截面混凝土应变、挠度开展情况及承载力的变化规律。屈服荷载和极限荷载随着冻融循环次数的增加而降低;相同荷载下梁的挠度也明显增大,梁的刚度逐渐减小。结合快速冻融试验结果,基于已有冻融循环作用下混凝土梁抗弯承载力计算模型的分析,选择了合理的抗弯承载力计算公式进行计算分析,试验值与计算值基本吻合,为多因素影响下梁承载力损伤模型的建立奠定了基础。     

冻融循环作用下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究冻融环境下钢筋混凝土柱的抗震性能，采用人工气候实验室对6根依据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》所设计的框架柱进行了冻融循环试验，并观察了该冻融循环下材料层面和构件层面的冻融损伤发展过程。通过拟静力加载试验，分析了不同冻融循环次数和轴压比对试件破坏形态、滞回曲线、承载能力、变形能力和耗能能力等的影响。结果表明：随着冻融循环次数的增加，试件均发生以弯曲变形为主的弯剪破坏，承载力和耗能能力均有不同程度的退化，延性呈现先增后降的变化；当冻融循环次数相同时，随着轴压比的增大，试件破坏形态由大偏心受压破坏转为小偏心受压破坏，试件承载力和耗能能力均呈先增大后减小的趋势，延性逐渐减小。     

冻融循环后再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究冻融循环对再生粗骨料混凝土梁受弯性能的影响,首先通过冻融循环试验研究不同冻融循环次数对再生粗骨料混凝土质量损失率、立方体抗压强度和相对动态弹性模量的影响;然后对经历不同冻融循环次数（0、25、50、75）的再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、开裂荷载和极限荷载、混凝土和钢筋应变、跨中挠度等。结果表明：冻融循环次数由0增加到25次时,再生混凝土的质量呈增加趋势,冻融循环超过25次后,再生混凝土的质量呈不断减小的趋势;抗压强度和相对动态弹性模量随着冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载随冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的极限挠度随冻融循环次数的增加呈现出不断减小的趋势。     

冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究

为了研究再生混凝土冻融循环后的力学性能变化,通过改变冻融循环次数,对不同强度的再生混凝土和普通混凝土的抗冻性能进行试验研究,分析混凝土立方体抗压强度、质量、动弹性模量及超声波损失率的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同强度的再生混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测,同时对达到寿命服役期的最大抗压强度损失率给出了建议。研究结果表明：冻融循环50次前,再生混凝土与相同强度等级的普通混凝土的抗冻性能相差不大,冻融循环50次后,再生混凝土的抗冻性能略低于普通混凝土的,且随着冻融循环次数的增加,再生混凝土抗冻性能的劣势越来越显著;强度等级对再生混凝土试件的抗冻性能影响较大,强度等级越低,再生混凝土的冻融损伤越严重;超声波对冻融循环作用下再生混凝土的损伤较动弹性模量法更为敏感,建立的冻融损伤模型能够较好地反映再生混凝土冻融循环后的力学性能变化规律。     

冻融作用后混凝土力学性能的衰减规律

开展了混凝土在冻融作用后各项基本力学性能衰减规律的试验研究,包括冻融作用对混凝土受压应力-应变关系、劈裂抗拉性能、抗重复荷载性能的损伤影响,并根据工程中结构构件的实际工作状态,进行了压应力与冻融循环双重因子作用下混凝土的抗冻性能及力学性能衰减规律的研究。试验现象表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗重复荷载性能等力学性能指标的下降程度均逐渐加大,并根据试验结果得出了混凝土上述各项力学性能指标随冻融作用的退化规律,建立了与冻融参数相关的退化计算公式。通过试验研究还发现:混凝土在承载状态下,冻融作用对其损伤影响将加剧,混凝土承载能力的衰减幅度较单一冻融作用更显著。本文研究可为建立符合实际工程的混凝土结构抗冻耐久性设计理论提供基础资料。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

冻融循环与持载对CFRP加固高强混凝土梁变形性能的影响

通过四点弯曲试验,研究了冻融循环与持载对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固高强钢筋混凝土梁变形性能的影响。分析了不同环境作用下试验梁的承载力、刚度及破坏形态变化规律。结果表明:在冻融循环单独作用下,试验梁的性能变化很小;冻融与持载耦合作用时,两者均对梁的性能造成不利影响,且随着冻融循环次数的增加,承受持载梁的CFRP-混凝土界面黏结性能有所下降;在冻融循环作用下,CFRP-混凝土界面存在应力时会增大界面的劣化程度,从而引起加固梁性能的下降。