锈后无黏结钢筋混凝土梁的模拟疲劳试验与分析

根据6根模拟试验梁的疲劳试验结果,分析了钢筋严重锈蚀、黏结力基本丧失后钢筋混凝土梁的破坏形态、刚度及疲劳寿命退化.指出局部无黏结梁中钢筋的疲劳断裂位置都处有无黏结的分界面上;试验梁的刚度随跨中完全无黏结区段长度的增加而减小,荷载水平越高刚度退化越明显;试验梁中钢筋的应力范围是影响梁疲劳寿命的最主要因素;锈后钢筋混凝土梁疲劳寿命的降低主要是由钢筋的截面积减小和疲劳强度退化引起的,与黏结退化的关系不大,仅梁中钢筋最大应力的增大与黏结退化有关,且荷载水平越高黏结退化的影响越大;建议分析锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命时认为黏结退化对的梁的疲劳寿命无显著影响.     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能数值模拟

采用DIANA有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,同时根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋-混凝土界面的性能退化模型,通过试验验证了模型在锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能分析中的实用性。在此基础上,对锈蚀梁的梁拱作用转换和不均匀锈蚀梁的受力性能进行了数值模拟。结果表明：在钢筋端部锚固良好的情况下,剪弯段黏结破坏引起锈蚀梁的受力机制由梁作用向拱作用转换,且最终导致梁在使用荷载下的抗弯刚度降低34％～44％;纵向不均匀锈蚀梁的抗弯性能评价可简化为全跨均匀锈蚀梁,且计算承载力时宜取不均匀分布锈蚀率的最大值,计算刚度时宜取其平均值。     

锈蚀钢筋混凝土梁的力学性能研究

对24根直径不同的钢筋和8根钢筋混凝土梁进行电化学加速腐蚀模拟后,研究了24根受损钢筋的伸长率、屈服强度和极限强度的变化规律,以及8根不同腐蚀程度钢筋混凝土梁的应力-应变、荷载-挠度曲线和强度的变化规律.结果表明:伸长率的降低是导致锈蚀梁失去安全性能的主要因素;梁的极限承载能力和延性首先呈上升趋势,然后成反比例下降,最后出现陡降,形成不统一的单体,最终发生脆性破坏.     

钢筋锈蚀对钢筋混凝土短梁力学性能的影响

通过对10根模型短梁的电化学加速锈蚀试验和对锈蚀后梁的加载试验，研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土短梁的力学性能的影响。结果表明：钢筋锈蚀对于短梁的破坏形式和抗弯抗剪承载力能力并无明显影响；严重的钢筋锈蚀对梁的刚度有明显的影响；钢筋对弯曲裂缝开展的抑制作用随着锈蚀程度的加深而降低。     

不同钢板加固方式对锈蚀钢筋混凝土梁承载性能的影响

为了研究不同钢板加固方式对锈蚀钢筋混凝土梁承载性能的影响,探索不同钢板加固方式的加固效果,通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点,分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明：组合加固效果最明显,其极限承载力比锈蚀梁提高了107.7%;对于抗弯加固锈蚀梁,钢板厚度分别为3、4、5 mm时,厚度每增加1 mm,其极限承载力增加7~18 kN;组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强,其次是抗弯加固锈蚀梁,且钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用;组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性,其延性相比锈蚀梁提高了320.4%,其次是抗剪加固锈蚀梁;抗弯加固锈蚀梁的延性比其他两种加固梁小,且随着钢板厚度增加,其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时,需综合考虑抗变形能力和延性。     

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.     

钢筋混凝土梁电化学锈蚀及受弯承载力试验研究

设计电化学加速锈蚀试验,对钢筋混凝土梁进行加速退化,并对混凝土梁中钢筋锈蚀程度进行宏观、定量评定. 通过对试验梁锈蚀后的加载试验,研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁受弯承载力的影响. 试验结果表明:钢筋锈蚀对于钢筋混凝土梁的破坏形式和受弯承载能力有影响;严重的钢筋锈蚀对梁的刚度有明显的影响;钢筋对弯曲裂缝开展的抑制作用随着锈蚀程度的加深而降低.     

高铁用HRBF500钢筋混凝土梁疲劳寿命预测分析

HRBF500钢筋是我国冶金行业新研发的超细晶粒高强钢筋,若用于高铁中的钢筋混凝土构件需承受反复荷载,HRBF500钢筋混凝土梁的疲劳寿命预测成为必须解决的问题.基于ANSYS软件,对配有HRBF500钢筋的矩形和T形混凝土梁的疲劳寿命进行分析,得出影响疲劳寿命的主要因素为配筋率,最小疲劳荷载及荷载幅,寿命预测和试验结果吻合较好.为了使预测方法用于实际工程设计,在有限元计算的基础上进行系统的分析、拟合,提出了HRBF500钢筋混凝土梁疲劳寿命预测的简化计算公式,可为实际高铁工程设计提供参考.     

锈蚀钢筋混凝土梁受剪性能评估

正确评价锈蚀钢筋混凝土梁受剪性能是科学评估锈蚀钢筋混凝土结构可靠性和耐久性的关键之一。从锈蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪性能退化机理的角度,分析了影响锈蚀钢筋混凝土梁受剪能力的主要因素以及关于抗剪承载力研究方面目前存在的问题,并用已有的实验数据对现有的抗剪承载力计算模型进行了评估。研究表明:现有的钢筋锈蚀程度描述方法不能客观地反映自然锈蚀中的坑蚀,更无法考虑坑蚀引起的应力集中问题;基于名义应力或名义强度的锈蚀钢筋力学性能指标无法科学地地描述锈蚀钢筋的力学特征,锈蚀钢筋和混凝土之间粘结性能应考虑自然锈蚀中坑蚀以及严重锈蚀时锈胀现象的影响,已有的各种锈蚀钢筋混凝土抗剪承载力计算模型均存在一定的片面性。     

不均匀锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究

制作了12根钢筋混凝土适筋梁,为模拟既有钢筋混凝土梁在实际情况下的受荷状态,对其中10根梁进行预裂加载,然后采用电化学方法进行快速锈蚀,最后采用四点弯曲试验对钢筋混凝土梁进行加载.研究表明:锈蚀后的钢筋呈现出沿截面和长度两个方向的不均匀锈蚀,预裂裂缝位置处钢筋锈蚀较为严重;采用沿长度方向不均匀锈蚀表征参数建立平均锈蚀率与最大锈蚀率的关系,在此基础上给出的梁抗弯承载力计算公式,其计算结果具有较好的精度,与试验值吻合较好.     

锈蚀钢筋混凝土结构耐久性研究现状

根据已有研究成果,回顾了混凝土结构耐久性研究现状,重点讨论了钢筋锈蚀后力学性能变化情况,讨论了钢筋锈蚀混凝土构件受力行为,指出钢筋锈蚀混凝土构件抗剪性能研究是以后一段时间重点研究的内容.     

锈蚀双筋混凝土梁抗弯承载力计算模型分析

为完善和发展锈蚀钢筋混凝土结构的计算方法,基于混凝土结构中钢筋锈蚀后,锈蚀钢筋的截面损失、力学性能下降,钢筋和混凝土之间的粘结性能退化,钢筋锈胀力导致混凝土锈胀开裂等因素,将造成钢筋混凝土梁的承载能力及整体刚度都会有所下降的事实。借鉴已有的研究成果,得到了钢筋不同锈蚀率对钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土间协同工作的影响公式,并结合现有的关于钢筋混凝土梁抗弯承载力的规范计算方法,建立了锈蚀双筋混凝土梁抗弯承载力的计算模型。最后,利用所建立的计算模型对已有的试验成果进行了验证分析,结果表明,所建立的的计算模型能够与试验结果较好地吻合。     

预应力芳纶纤维布加固腐蚀混凝土梁疲劳性能

对带永久锚具的预应力芳纶纤维(AFRP)布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行了试验与研究.通过疲劳试验,探讨了预应力水平和钢筋锈蚀程度(中度6%、重度12%)对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度和应变发展等疲劳特性的影响.试验结果表明:预应力AFRP布与非预应力AFRP布加固梁的疲劳破坏机制相同,都为钢筋的疲劳断裂;预应力AFRP布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力AFRP布加固梁,且AFRP布预应力水平越高,加固梁的疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁的疲劳性能的降低幅度比中度锈蚀梁更明显;钢筋锈蚀率的增加会导致钢筋的等效疲劳切口系数增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命的显著降低.     

盐蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验分析

将10根钢筋混凝土梁在含盐环境中侵蚀后进行抗弯承载力试验,通过对不同腐蚀程度的梁在简支情况下试压的结果进行对比分析,研究了钢筋混凝土梁在遭受腐蚀的不同时间段内梁的抗弯承载力的变化情况．认为盐蚀钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁正截面破坏特征基本相同;初始强度不同的试件耐受腐蚀的程度不同,影响钢筋程度也不同,进而影响试件的宏观性能;钢筋混凝土梁抗弯承载力随盐蚀时间的延长而呈波浪状发展．     

钢筋混凝土梁遭受海水腐蚀后的受弯计算

通过对钢筋混凝土梁的腐蚀试验和力学性能试验,研究了腐蚀后钢筋混凝土梁正截面承载力问题,提出了简化计算公式.     

集中荷载作用下纵筋率对钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能的影响

通过对已有试验数据的分析，探讨了集中荷载作用下纵筋率对钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能的影响，着重在极限承载力和破坏形态方面。在研究了纵筋率影响一般规律的基础上，对不同规范的抗剪承载力确定方法进行了评价。     

钢筋混凝土简支梁纵筋锈蚀对受剪承载力的影响

纵向钢筋的锈蚀将对钢筋混凝土梁的受剪承载力产生不利影响,而这一点往往易被忽视.以普通钢筋混凝土梁的“梁作用”和“拱作用”抗剪机理为基础,分析了无腹筋梁中纵向钢筋的锈蚀对“梁作用”和“拱作用”抗剪机理的不利影响和由此带来的受剪承载力的降低,并结合已有的试验结果,提出了受剪承载力降低系数α的计算方法以及无腹筋梁纵向钢筋锈蚀后受剪承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好,为进一步研究有腹筋梁钢筋锈蚀后的受剪承载力奠定了基础.     

人工气候环境下锈蚀混凝土梁的结构性能退化研究

在影响钢筋混凝土耐久性的众多因素中，钢筋腐蚀引起的混凝土结构过早破坏，已成为其中的一个主要原因．采用加速试验方法能在较短的时间内推测其几十年的性能．通过采用人工气候环境加速锈蚀方法，研究了锈蚀钢筋混凝土梁的承栽力、延性及其结构性能退化机理．结果表明钢筋锈蚀特征与恒电流加速锈蚀情况存在很大不同，随着锈蚀率的增大，锈蚀钢筋混凝土梁的承栽力和延性降低，裂缝分布越来越稀疏且分布趋于不均匀，但大部分构件的破坏形态仍为正截面破坏，而对应的锈蚀裂缝宽度为0．8mm的恒电流加速锈蚀梁却发生了黏结撕裂破坏．