碳纤维布加固开裂低配筋混凝土梁试验研究与有限元分析

为了给受损开裂低配筋混凝土结构加固维修提供依据,按3种低配筋率0.127%、0.189%、0.251%设计了6根钢筋混凝土梁。先将混凝土梁加载至出现宽度为0.3mm的可见裂缝时卸载,再粘贴碳纤维布进行加固,养护后重新加载至破坏。试验结果表明:粘贴碳纤维布能有效提高开裂梁的承载能力,随着加固量的增大加固梁承载力提高,但变形能力降低;在低配筋情况下,配筋率越高,承载力提高比例越大。用有限元方法数值模拟碳纤维布加固受损低配筋梁受力全过程,计算结果与试验结果吻合较好,为进一步参数分析提供了工具。     

锈蚀预应力筋力学性能研究

忽略应力对预应力筋锈蚀的影响,将预应力筋浇筑于混凝土中,外加直流电流加速锈蚀以获取锈蚀预应力筋试件,并对其力学性能进行了研究.结果表明:随着锈蚀率的增大,预应力筋极限强度与极限应变退化;锈蚀对预应力钢丝弹性模量无影响,但钢绞线弹性模量却随锈蚀率的增大而降低.锈蚀预应力筋的本构关系可表示为双直线模型,且随着锈蚀率的增大逐渐退化为单直线,理论模型和试验曲线符合程度较高.     

混凝土中钢筋加速锈蚀方法探讨

电化学加速锈蚀钢筋是大量获取锈蚀钢筋试件的有效方法.从钢筋电化学加速锈蚀机理出发,依据法拉第定律,探讨了电流密度、接线方法、电解液及构造措施对钢筋通电加速锈蚀效果的影响,并通过试验证明腐蚀过程中钢筋串联与并联效果相同.最后通过试验验证钢筋表面脱钝后与电解液充分接触的情况下,钢筋实际锈蚀率与理论锈蚀率基本一致,不同电流密度对通电加速锈蚀率影响较小,依据法拉第定律能较精确估算钢筋加速锈蚀的实际锈蚀率.     

锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载与刚度计算

参照我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中适用于预应力混凝土梁的开裂荷载计算公式,引入考虑锈蚀的参数变量来计算锈蚀预应力混凝土梁的开裂弯矩值;以我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ 92—2004)中的公式为框架,假定锈蚀预应力混凝土梁开裂后的短期刚度降低系数在锈蚀有粘结预应力混凝土刚度降低系数与锈蚀无粘结预应力混凝土梁刚度降低系数之间随预应力筋锈蚀率线性变化,提出锈蚀预应力混凝土梁短期刚度计算方法。按建立的锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载及短期刚度计算方法得出的计算结果与试验结果总体上符合良好。     

应力作用下混凝土胀裂前钢筋锈蚀率预测模型

假设混凝土保护层完全碳化时钢筋开始锈蚀,利用应力状态下混凝土碳化模型,获得应力状态下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的计算模型。根据应力状态下混凝土中CO2有效扩散系数得到相应的O2有效扩散系数,并通过外加电流加速锈蚀试验研究了应力状态对钢筋锈蚀速率的影响。最终基于法拉第定律建立了应力状态下混凝土中钢筋锈蚀率的预测模型,并用预测模型计算工程实例。计算结果与实测结果符合较好,同时证明随着应力水平的提高,钢筋开始锈蚀时间提前,锈蚀率加快,最终导致高应力区域锈蚀率明显高于低应力区域。