混凝土保护层对钢筋腐蚀机理及腐蚀速率的影响

混凝土保护层的厚度、电阻率和孔隙水饱和度对混凝土中钢筋的腐蚀机理及腐蚀速率具有重要影响。基于混凝土中钢筋宏电池腐蚀模型,定量分析了混凝土保护层的厚度、电阻率和孔隙水饱和度对钢筋腐蚀机理及腐蚀速率的影响。分析结果表明,混凝土保护层的电阻率和孔隙水饱和度对钢筋腐蚀的控制方式及腐蚀速率影响显著:当钢筋腐蚀受电阻控制时,钢筋腐蚀速率将随着混凝土保护层电阻率的增加而减小,随保护层厚度的增大而增大,但不受混凝土孔隙水饱和度的影响;当钢筋腐蚀受阴极控制时,钢筋腐蚀速率将随着混凝土保护层的孔隙水饱和度和厚度的增大而降低,但不受混凝土电阻率的影响。     

混凝土中氯离子随机时变扩散过程及浓度分布

鉴于海洋混凝土结构的材料特性及环境因素具有随机性和时变性,在混凝土的氯离子扩散模型中引入氯离子扩散系数和表面氯离子浓度时变函数.采用高斯随机场描述混凝土的氯离子扩散系数的随机特性,然后在以局部平均法离散该随机场的基础上,研究建立了混凝土中氯离子随机时变扩散分析的摄动随机有限元法（SFEM）,并推导了氯离子浓度均值和协方差的计算表达式.通过与试验值和Monte Carlo有限元法（MCFEM）的比较,验证了SFEM具有较高的计算效率和精度.算例分析表明：氯离子扩散系数的随机时变性对混凝土中氯离子扩散过程具有显著影响;对于长期服役的混凝土结构,混凝土表面氯离子浓度时变性对氯离子扩散过程的影响可以忽略.     

水电站压力钢管整体安全评估方法研究

根据等安全裕度原理并参考现有规范确定了整体安全评估控制标准——整体安全系数限值,同时引入和发展了极限分析的弹性模量缩减法求解整体安全评估指标——整体安全系数,构建了可配套应用的压力钢管整体安全评估方法,克服了现行基于材料层面的点应力评估方法在原理和应用中存在的问题。算例分析表明,该整体安全评估方法既放松了对应力的过严限制,又保证了结构安全承载,可为压力钢管承载力安全评估提供新途径,并可用于优化压力钢管结构设计方案。     

不同水胶比下粉煤灰混凝土抗氯盐及碳化腐蚀性能研究

通过加速碳化试验及快速氯离子渗透试验(RCPT)研究了不同水胶比和不同粉煤灰掺量下混凝土的抗氯盐及碳化腐蚀性能.结果表明:粉煤灰对混凝土抗氯盐和碳化的性能影响机制明显不同.氯盐破坏情形,不论水胶比水平在0.5以上或0.35以下,粉煤灰的掺入对于改善混凝土抗氯离子侵蚀性能皆有明显效果;且水化中后期,火山灰效应的发挥逐渐赶...     

混凝土中氯离子时变扩散的边界元分析

氯离子在混凝土中的扩散是一个时变过程.考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,将时变扩散系数引入混凝土的氯离子扩散模型中,通过变量代换,给出了时变扩散条件下氯离子扩散方程的基本解,并基于误差函数建立了氯离子扩散场补偿长度理论,分析了散场补偿长度系数的取值,在此基础上建立了时变扩散系数下混凝土中氯离子扩散分析的边界元法.通过算例...     

弦支穹顶结构施工技术及施工全过程模拟方法

弦支穹顶结构由于拉索的存在,其施工阶段的力学性能与其使用阶段不尽相同,其受力状态可能更为不利。通过系统研究弦支穹顶结构实际工程的施工工艺,提出包括施工顺序、预应力张拉施加方式、临时支撑系统和预应力张拉方式等4个关键施工参数,研究了弦支穹顶结构张拉环索受力机理,并根据此张拉机理和所提关键施工参数建立了有限元分析的时变模型,编制了相应的计算程序。算例分析表明,应用该计算模型和方法,可以对弦支穹顶结构的施工过程进行精确控制,具有较强的适用性。     

薄壁曲箱梁考虑剪力滞效应的一维离散有限元法

本文以薄壁曲梁理论、乌曼斯基第二理论为基础,推导了薄壁曲箱梁一维离散有限元方程,建立了相应的结构分析模型.算例不仅说明本文方法和计算模型简便易用,同时与三维有限元法相比可以缩减离散自由度,且保持了较高的计算精度.     

开口薄壁杆件扭转分析的一维离散有限元法

利用Vlasov开口薄壁杆的基本理论并结合有限元方法,将复杂的空间三维问题简化为一维离散数值问题,建立了一维开口薄壁杆件有限元理论和方法,并给出刚度方程的显式.通过典型算例分析了开口薄壁杆截面的相对壁厚对计算精度的影响:当相对壁厚不超过10%时,本文方法和ANSYS三维有限元软件的计算结果基本吻合,而两种方法的离散自由度之比达到1∶185.充分表明了本文所提方法和计算模型在薄壁结构中不仅计算精度高、简便易用,与传统有限元法相比可以大大缩减离散自由度,保持了很高的计算效率.     

再生粗骨料混凝土碳化分析的多场耦合模型及验证

再生粗骨料混凝土的碳化是一个复杂的物理扩散和化学反应过程,其分析和预测较为困难。鉴于此,基于再生粗骨料混凝土的碳化机理,结合再生粗骨料混凝土中CO₂的扩散定律和可碳化物质的质量守恒定律,综合考虑再生粗骨料混凝土中CO₂的有效扩散系数、碳化反应速率系数、可碳化物质的量、再生粗骨料的表面附着砂浆等重要参数的影响,建立了再生粗骨料混凝土碳化分析的多场耦合模型,并通过试验数据验证了模型的有效性和适用性。     

基于平衡向量的刚架结构极限承载力分析的广义塑性铰法

广义塑性铰法能够保持传统塑性铰的比例特性并据此高效求解杆系结构在多内力联合作用下的极限承载力,克服了传统塑性铰法和精细塑性铰法的局限性。但是由于未考虑前序塑性铰上轴力增量对结构平衡状态的影响,导致刚架结构在部分荷载工况下的计算结果出现较大误差。为此,该文通过建立平衡向量,提出了修正的广义塑性铰法计算格式,从而有效消除了塑性铰上轴力增量导致的不平衡状态及其对计算精度的影响。利用强度折减因子确定各构件在多内力组合作用下的修正截面强度,在此基础上利用齐次广义屈服函数定义单元承载比;根据最大单元承载比及其与外荷载之间的比例关系确定新增塑性铰的位置和荷载增量;进而利用广义屈服准则和转角位移方程建立了平衡向量,据此修正当前加载步的塑性铰位置和荷载增量,从而解决了广义塑性铰法不适用于部分荷载工况的问题;通过与不同方法对比分析,验证了该文方法具有更高的计算精度和计算效率。