锈蚀钢混梁的受弯挠度和裂缝计算

提出钢筋混凝土梁的非线性理论计算模型,考虑钢筋与混凝土之间的黏结滑移和对混凝土裂缝的影响,编制了相应的计算程序.计算不同年限的锈蚀钢筋混凝土受弯荷载下的裂缝和挠度,分析混凝土性能衰退、锈蚀钢筋力学性能以及锈蚀黏结滑移本构对裂缝和挠度的影响.结果表明,混凝土性能衰退对挠度和裂缝宽度的影响不大,锈蚀钢筋力学性能和锈蚀黏结滑移本构对挠度和裂缝宽度的影响较大.当钢筋锈蚀率大于1.5%,梁的挠度和裂缝宽度均随着锈蚀率的提高而增大.引入锈蚀黏结滑移本构影响参数,提出经修正的挠度和裂缝宽度计算公式,修正后的公式计算结果与数值解符合较好.     

混凝土早期性能与后期耐久性相关性研究

对4种不同振捣、养护工况下混凝土试件的早期性能和后期耐久性能进行试验测试,并对混凝土早期性能和后期耐久性能的相关性进行研究。试验研究发现:振捣、养护不当不但会降低混凝土立方体抗压强度,且严重影响混凝土抗渗性;不良施工条件还会大幅度增大氯离子扩散系数,加速混凝土内钢筋锈蚀速率;振捣条件对混凝土结构耐久性的影响很大。研究结果表明:混凝土结构工程质量验收仅考虑混凝土强度指标是不够的,验收过程中同时应考虑混凝土耐久性指标的测试,如混凝土透气性,以保证混凝土结构长期使用性能符合设计与规范要求。     

再生砖混骨料混凝土梁受弯性能

建造于20世纪的老旧房屋拆除垃圾往往含有大量的红砖块。红砖的各项性能与废混凝土有较大区别,但目前建筑固废处理工艺不能较好地分离红砖骨料。为高效合理利用含有大量红砖的再生砖混骨料,对强度等级分别为C25、C30和C35的3根天然骨料混凝土梁和3根再生砖混骨料混凝土梁进行受弯性能试验研究,分析再生砖混骨料混凝土梁相比于同强度的天然骨料混凝土梁在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异。试验结果表明：再生砖混骨料混凝土梁在加载至破坏过程中,具有同天然骨料混凝土梁相似的受力阶段,且同样符合平截面假定。但相比同强度的天然骨料混凝土梁,再生砖混骨料混凝土梁极限承载能力略小,在加载过程中梁表面裂缝更易产生与发展,刚度下降更显著,变形更大,且从屈服到破坏产生的变形较小,延性较差。     

再生砖混骨料混凝土柱的小偏心受压性能

通过小偏心受压性能试验对比研究3根的天然骨料混凝土柱和3根同强度全再生砖混骨料混凝土柱,强度分别为C25、C30和C35. 对6根柱进行加载试验,分析再生砖混骨料混凝土柱相比于同强度天然骨料混凝土柱在受力过程、破坏特征、变形能力与承载力等方面的差异. 试验发现,再生砖混骨料混凝土柱在小偏心加载至破坏的过程中,具有与天然骨料混凝土柱相似的3个受力阶段,且符合平截面假定. 与同强度的天然骨料混凝土柱相比,变形较大,但再生砖混骨料混凝土柱的极限承载力略高,原因可能在于两者轴心抗压强度的差异.     

干挂饰面石材抗冻性能试验研究

以目前石材幕墙工程中常用的天然干挂饰面石材为代表,通过试验研究不相同吸水率下的花岗岩、石灰石以及砂岩经过不同的防护处理后,在冻融循环作用下压缩强度以及弯曲强度的变化。试验结果表明进行防护处理可以提升石材的抗冻性能。同时通过开展不同次数的冻融循环试验,对这三类石材的抗冻系数随着冻融循环次数的变化进行对比和分析,绘出了抗冻系数与冻融次数的拟合关系曲线,得到了抗冻系数随冻融循环次数的衰减规律并预测了这三类常用石材冻融破坏的最少冻融次数。     

贻贝粗骨料混凝土的宏微观性能

为了提高贝壳废弃物的消纳量,实现资源循环利用,以贻贝粗骨料替代天然粗骨料,制备了贻贝粗骨料取代率为15%、30%、45%、60%、100%的贻贝粗骨料混凝土,并研究了其宏微观性能.结果表明：贻贝粗骨料中具有较高含量的无机钙,但作为天然粗骨料的替代材料,由于吸水率为2.4%、表观密度为2 402 kg/m³、压碎指标为68.2%,均超出规范要求,贻贝粗骨料物理性能弱于天然粗骨料;随着贻贝粗骨料取代率的提高,贻贝粗骨料混凝土的力学性能降低;贻贝粗骨料与砂浆界面过渡区的缺陷区域是混凝土性能劣化的主要原因;配合比设计得出,当贻贝粗骨料取代率为30%时,可以制备强度等级为C30的贻贝粗骨料混凝土.     

混凝土锈胀时刻钢筋锈蚀率的数值分析方法

基于通用有限元大型程序建立非线性有限元模型,对混凝土构件受钢筋锈胀力作用的情况进行模拟,并在此基础上提出了基于有限元数值分析的混凝土锈胀时刻钢筋锈蚀率的计算方法.对受均匀钢筋锈胀力的混凝土构件进行了数值分析计算,包括混凝土构件角部钢筋锈蚀和中部钢筋锈蚀的情况;基于已有的非均匀钢筋锈蚀模型,对于工程实际情况中更为常见的非均匀钢筋锈胀情况,进行混凝土构件角部和中部钢筋锈蚀的数值模拟;在以往钢筋锈蚀分布情况理论分析结果的基础上,结合锈胀力数值分析的结果,提出了混凝土保护层胀裂时刻非均匀钢筋锈蚀率的计算方法,并给出了计算实例,说明该方法在混凝土结构环境条件和侵蚀状况已知的情况下,可估算混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈蚀率.     

变形钢筋与混凝土黏结性能研究综述

从黏结试验方法、黏结强度和黏结应力-滑移本构关系三个方面，对单调及重复荷载作用下钢筋混凝土黏结性能相关研究进行了综述。对于中心拔出试验，钢筋与混凝土的黏结受力状态与实际工程结构有偏差，而梁式或梁端式黏结试验是相对较为理想的黏结试验方法。单调荷载作用下，对于非锈蚀钢筋混凝土，黏结强度以及黏结应力-滑移本构关系的研究均较为完善，成果已在各国或地区规范中体现；对于锈蚀钢筋混凝土，黏结强度劣化规律的研究已有大量数据积累，并已建立了以钢筋锈蚀率或锈胀裂缝宽度为变量的黏结强度劣化模型，但单调荷载作用下锈蚀钢筋混凝土黏结应力-滑移本构关系模型有待进一步完善。重复加载作用下钢筋混凝土黏结滑移性能的研究相对较少。已有研究结果表明：无论钢筋是否锈蚀，重复加载对黏结强度都没有显著影响，但是会导致钢筋和混凝土之间产生残余滑移，随加载次数和应力水平增大呈不断累积增长的趋势。根据目前研究现状，对于劈裂破坏模式下的黏结应力-滑移本构模型、腐蚀电流密度对黏结强度劣化规律的影响，基于表面锈胀裂缝宽度的黏结强度劣化模型、锈蚀钢筋与混凝土在单调及重复荷载作用下的黏结应力-滑移本构模型等，有待进一步研究。     

钢筋与混凝土粘结本构关系的试验研究

在钢筋与混凝土粘结性能的分析研究中,钢筋与混凝土的粘结本构关系是至关重要的。为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系,本文首先从理论上推导了钢筋应力σs、钢筋与混凝土的粘结应力τ以及钢筋与混凝土的相对滑移s的解析表达式,并根据拔出试验数据,给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系,推导了反应这种变化规律的位置函数。本文还通过不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋的拔出试验,得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律,根据试验结果的统计分析,给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式。最后,本文给出了随时间和位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系,可较全面地反映钢筋与混凝土的粘结性能。     

再生骨料混凝土在某框架结构中的应用及长期应变监测

以再生骨料混凝土在框架结构中的应用为工程背景,将分布于框架结构对称位置的再生及普通混凝土构件进行长期监测,分析再生骨料混凝土应用于不同类型构件的可行性。在实验室测试原位浇筑的再生与普通骨料混凝土抗压强度,在现场对再生及普通骨料混凝土梁、板、柱构件进行混凝土应变的长期对比监测。分析结果表明：采用优化配合比设计的再生骨料混凝土,其强度略低于普通骨料混凝土;当再生骨料混凝土应用于各类实体构件时,其早龄期抵抗由于干缩效应引起的拉应变的能力优于普通骨料混凝土,但再生骨料混凝土抵抗由于荷载及温度变化引起变形的能力劣于普通骨料混凝土;再生骨料混凝土各类构件应变发展与普通构件相当,再生骨料混凝土可应用于框架结构的梁、板、柱等构件中。