钢筋混凝土梁腐蚀后疲劳性能的试验研究

对先人工腐蚀和预裂后再人工腐蚀的钢筋混凝土梁试件进行了静力荷载和高周疲劳荷载试验研究,比较了腐蚀对钢筋混凝土梁静力性能和疲劳性能的影响。研究表明,当钢筋腐蚀率较低(小于5%)时,钢筋混凝土梁的静承载力没有明显的变化,但在高周反复荷载作用下,梁疲劳承载力大为降低,特别是试验前预腐蚀的梁,疲劳寿命仅为未腐蚀梁的26%。疲劳承载力降低的原因是局部腐蚀(即使程度很小)导致梁中钢筋出现微缺陷,或使已有的微缺陷扩大,加速了钢筋微裂纹的扩展。所以,对于腐蚀环境中承受反复荷载作用的钢筋混凝土结构,设计中应特别注意腐蚀对结构疲劳性能的影响。     

氯盐环境下钢筋混凝土结构腐蚀疲劳寿命评估

氯盐侵蚀环境与疲劳荷载的耦合作用显著影响钢筋混凝土结构的安全性和耐久性。本研究建立了钢筋混凝土结构在氯盐侵蚀环境和疲劳荷载耦合作用下的腐蚀疲劳寿命预测模型。该模型考虑了疲劳荷载对钢筋锈蚀速率的影响以及钢筋锈蚀引起的疲劳损伤累积的加速效应。以某工业厂房中6 m跨度钢筋混凝土吊车梁为例，评估了吊车梁的疲劳损伤与腐蚀疲劳寿命，并通过参数化分析讨论了吊车起质量、工作频率和氯盐侵蚀环境等级对疲劳损伤以及腐蚀疲劳寿命的影响。结果表明：吊车梁在设计工况下的腐蚀疲劳性能良好，在设计使用年限内未发生腐蚀疲劳破坏，且最终的腐蚀疲劳寿命为109.8年。吊车起质量、工作频率和氯盐侵蚀环境等级可以导致钢筋混凝土吊车梁的腐蚀疲劳寿命最高分别降低61.7%、45.9%和41.1%。     

腐蚀环境下钢筋混凝土结构疲劳可靠度的分析方法

疲劳分析与验算是承受反复荷载作用结构设计的重要内容之一,相应的可靠度为疲劳可靠度.当结构处于腐蚀环境时,由于腐蚀介质的侵蚀,结构疲劳性能的降低要比静态性能的降低明显.本文研究了腐蚀环境下钢筋混凝土结构的疲劳可靠度问题,提出了相应的计算方法.计算表明,依赖于钢筋的锈蚀程度,钢筋混凝土结构的疲劳可靠度有不同程度的下降.     

海洋环境下钢筋混凝土结构腐蚀疲劳分析

对钢筋混凝土结构的腐蚀疲劳性能进行了分析,总结了已建和在建的跨海大桥提高结构耐久性的措施,为以后避免或减缓钢筋混凝土结构的腐蚀疲劳破坏提供指导。     

腐蚀环境下FRP加固结构的疲劳性能综述

在现代工程项目中,反复荷载作用下钢筋混凝土结构的疲劳问题正越来越受到人们的重视.当结构或者构件处于腐蚀环境中时,其疲劳性能的降低要比静态时要明显.目前用FRP在结构加固中的应用越来越普遍,本文针对腐蚀环境下 FRP 加固钢筋混凝土结构疲劳性能的已经研究和尚待深入研究的问题进行了分析与探讨.     

海洋腐蚀环境下钢筋混凝土梁疲劳试验研究

对8根钢筋混凝土梁进行了大气环境、淡水及海水环境下的疲劳试验,研究了其力学性能及刚度损伤演化规律。进一步分析了三种环境与循环荷载共同作用下试件梁的破坏形态、挠度发展规律和疲劳寿命。试验结果表明,腐蚀和疲劳存在耦合作用,海水腐蚀环境与5%～70%荷载水平作用下,梁疲劳寿命最短。根据理论分析和试验结果,对钢筋混凝土梁在严酷海洋环境下的疲劳寿命及其规律进行了进一步研究,参考已有文献和试验研究结果给出了基于钢筋混凝土梁刚度损伤演化规律的疲劳寿命预测模型,经计算,实测结果与该预测模型计算结果之间的误差不超过13%。     

荷载与环境的耦合作用对混凝土梁腐蚀疲劳的影响

主要研究了循环荷载与腐蚀环境的耦合作用对混凝土梁腐蚀疲劳的影响,根据试验测试的钢筋应变数据可以看出,腐蚀和疲劳的共同作用加速了钢筋应变的发展。疲劳或腐蚀的单一影响,以及腐蚀后疲劳致使构件劣化的程度,不及腐蚀疲劳作用造成的劣化结果严重,这种共同作用加速劣化进程。从应变发展的连续性来看,耦合作用是连续的,伴随试验构件直至破坏的全过程。研究表明,腐蚀疲劳是使钢筋混凝土构件过早丧失耐久性能的重要原因,研究成果可为构件的耐久性设计和防止在役构件劣化的工程技术措施提供参考。     

腐蚀和重载交通对预应力混凝土梁耐久性影响研究

为探究重载交通荷载和不均匀腐蚀作用对钢筋混凝土梁可靠性能的影响,根据某服役公路桥梁缩尺设计了7根预应力钢筋混凝土梁。对经过海水浸泡和电化学腐蚀的试件,进行了静载及疲劳试验,结合未腐蚀梁试验结果对试件的疲劳寿命、破坏形态等随荷载上限的变化规律进行了分析。研究表明:腐蚀后的试件延性变差,承载力降低了约8%,开裂荷载也明显下降了25%,试验梁的抗疲劳能力显著下降,高疲劳上限试件更甚。     

CFRP加固钢筋混凝土梁疲劳性能研究综述

随着建筑服役年限的增长,环境腐蚀限制结构承载力的问题已不容忽视。CFRP材料因其优异的力学性能在钢筋混凝土结构的加固修复领域受到了青睐,CFRP加固结构疲劳性能的研究也在如火如荼地进行。文章结合现有实验,较完整地总结了CFRP材料加固钢筋混凝土梁疲劳性能的研究进程。     

腐蚀疲劳钢筋混凝土梁正截面应变分析

通过钢筋混凝土梁的腐蚀疲劳试验和对比试验,根据实测的试验梁在循环荷载作用下正截面上钢筋和混凝土的动态应变,分析了正截面钢筋和混凝土的应变发展过程。结果表明,在腐蚀环境中,钢筋的拉应变由于腐蚀介质的作用增长率加大,而且是一种不间断的连续增长。不同腐蚀环境中的应变发展过程相似,但应变增长率不同,随着腐蚀环境的不同而变化。在腐蚀环境相同的情况下,受疲劳荷载水平控制;在疲劳荷载水平相同的情况下,受不同的腐蚀环境作用控制。正截面上的应变发展过程同样有三个不同的阶段,即初始阶段、发展阶段和破坏阶段。其结果可以为腐蚀疲劳钢筋混凝土构件的耐久性设计提供参考。     

预应力与非预应力AFRP加固腐蚀钢筋混凝土梁疲劳性能研究

对非预应力芳纶布(AFRP)加固和带永久锚具的预应力AFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行研究。通过疲劳试验,探讨预应力水平和钢筋锈蚀程度对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度等的影响。试验结果表明:预应力AFRP与非预应力加固梁的疲劳破坏机制相同,都为纵筋的疲劳断裂;预应力AFRP加固锈蚀混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力加固梁;预应力水平越高,中度腐蚀梁加固后疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁疲劳寿命的降低幅度比中度锈蚀梁更明显。通过与光面钢筋对比,获得锈蚀纵筋的等效疲劳切口系数K f。结果表明,钢筋锈蚀率的增加会导致K f增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命明显降低。基于试验结果,建立了预应力AFRP加固中度腐蚀钢筋混凝土梁疲劳寿命的计算公式,供桥梁加固设计参考。     

疲劳荷载下锈损钢筋混凝土粘结性能退化试验研究

钢筋与混凝土间的粘结性能是钢筋混凝土结构形成的关键,而锈蚀和疲劳荷载均可能对粘结性能造成不利影响。通过钢筋开槽内贴应变片直流电室内快速锈蚀手段对13个试件在疲劳荷载作用下锈损后钢筋与混凝土之间的粘结性能退化规律进行研究,得出了试件疲劳加载次数、钢筋锈蚀量及钢筋与混凝土滑移之间的关系,得到了钢筋粘结段内部粘结应变分布的劣化规律,分析了锈后钢筋混凝土构件疲劳粘结破坏的形态。     

FRP加固梁疲劳性能研究现状与发展

介绍了国内外学者对FRP加固T梁和矩形截面梁(板)疲劳性能进行的试验研究,矩形梁包括锈蚀梁和未锈蚀梁,介绍了预应力FRP加固梁的疲劳性能。通过分析发现性价比更高的预应力混杂纤维加固材料使用较少,且未考虑腐蚀与疲劳的耦合作用以及试件的尺寸效应,这些都需要在今后进行进一步的试验研究。     

外贴CFRP板加固锈蚀钢板疲劳性能试验研究

为研究外贴CFRP板对锈蚀钢板疲劳性能的影响,开展16个CFRP板加固锈蚀钢板试件的疲劳拉伸试验,研究锈蚀程度、CFRP刚度、CFRP预应力度、端部锚固及疲劳应力幅对CFRP板加固锈蚀钢板疲劳破坏模式、疲劳寿命及裂纹扩展规律的影响。研究结果表明,外贴CFRP板可以显著提升锈蚀钢板疲劳寿命,对质量损失率为9.38%、13.39%、16.61%及21.24%的锈蚀钢板,端部锚固条件下双面粘贴CFRP板加固试件疲劳寿命相对于未加固试件分别提高了18.4倍、9.3倍、8.9倍及11.4倍;加固方式对疲劳加固效果影响显著,端部锚固可以有效延缓黏结界面失效,增大CFRP板加固刚度或采用预应力加固均可显著降低裂纹扩展速率。