荷载与碳化耦合因素作用下混凝土的耐久性研究进展

混凝土中的孔隙和微裂纹是CO₂向混凝土内扩散的快速通道,而荷载往往是引起裂缝产生和发展的重要影响因素,因此,混凝土所受荷载的形式和大小必然会影响混凝土的碳化速率。综合评述了目前国内外荷载作用下混凝土的碳化研究进展,总结了不同荷载加载方式和荷载作用下的碳化模型,并对荷载的模拟性研究存在的几个问题提出了一些建议。     

荷载与碳化耦合因素作用下混凝土的耐久性研究进展

混凝土中的孔隙和微裂纹是CO2向混凝土内扩散的快速通道，而荷栽往往是引起裂缝产生和发展的重要影响因素，因此，混凝土所受荷载的形式和大小必然会影响混凝土的碳化速率。综合评述了目前国内外荷载作用下混凝土的碳化研究进展，总结了不同荷载加载方式和荷载作用下的碳化模型，并对荷载的模拟性研究存在的几个问题提出了一些建议。     

基于函数型神经网络的结构耐久性分析

本文提出了一种函数型神经网络，它使用单层网络进行学习和计算，使网络的结构得以简化，收敛速度加快，将该网络应征地混凝土碳经和结构耐久性的分析和预测，其结果优于传统的ＢＰ网络，并且学习速度有了较大的提高。     

碳化环境下混凝土结构耐久性模型的更新方法

碳化环境下的混凝土结构耐久性模型,是基于扩散理论、快速试验、自然暴露试验以及工程经验建立的.由于结构固有的不确定性和服役环境的复杂性,理论模型的预测结果与实际结构检测的耐久状况存在较大偏差.该文利用工程耐久性检测获得的碳化深度、检测钢筋锈蚀比例、检测混凝土开裂比例,综合先验知识,基于贝叶斯理论,提出碳化环境下的耐久性模...     

基于碳化机理的砼碳化深度实用数学模型

本文基于砼碳化机理，建立了水灰比，水泥用量等砼碳化主要影响因素与理论模型中有效扩散系数Ｄ＾ｃ及单位体积砼的ＣＯ２吸收昨ｍ０之间的定量关系，推导得出一个有充分理论基础的砼碳化深度实用数学模型，经用试验结果验证表明，本建立的数学模型合理，准确，实用。     

混凝土结构耐久性预估研究进展

混凝土结构耐久性问题日益重要,在总结结构耐久性评估和剩余寿命预测方法基础上,提出了混凝土结构耐久性预估需要解决的一些基本问题,包括失效准则、专家数据库、耐久性指数和全寿命周期分析,认为混凝土结构耐久性研究应充分考虑材料发展,并且混凝土材料的渗透模型或Cr扩散模型是关键问题,强调急需建立耐久性设计方法.     

基于随机场的海洋混凝土结构耐久性实证分析

该文基于随机场理论及模拟方法,考虑耐久性参数批次效应,选取位于香港的海洋环境在役混凝土结构工程,进行其表观劣化发展过程的模拟分析与评价,并与实际检测数据进行对比,以验证耐久性分析结果准确性。结果表明：模拟分析结果与实际损坏程度基本一致。该文指出,基于随机场的模拟分析方法能够给出海洋混凝土结构多个维度的表观劣化度信息,将可能指导未来其它工程设计方案和维护策略的制定,从而有助于结构预想的全寿命性能实现和成本控制。     

预应力砼结构物的裂缝控制对耐久性的影响

本文着重分析了配筋砼结构物在正常使用情况下，裂缝控制对耐久性的影响下，并探讨（ＧＢＪ１０－８９范围）在裂缝控制验算方面存在的问题。     

论混凝土结构的耐久性设计

《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010-2002耐久性规定：混凝土结构的耐久性设计应根据环境类别和设计使用年限进行设计。     

混凝土结构耐久性的研究综述

混凝土是当今重要的结构工程材料,混凝土结构的耐久性问题日益突出.介绍了国内外混凝土结构耐久性研究概况以及主要研究内容,简述了混凝土结构耐久性的影响因素及相应的提高措施,同时提出了关于混凝土结构耐久性的未来发展趋势,为目前我国混凝土结构耐久性设计、施工和管理提供参考.     

基于试验的混凝土高温短期徐变计算模型

通过试验考察了应力水平、持荷时间、作用温度和混凝土强度等级等因素对混凝土高温短期徐变的影响。结果表明,混凝土高温短期徐变与应力水平和持荷时间分别呈正比和幂函数关系,而随作用温度增加抛物线状地增大。但混凝土强度等级不同时这些因素的影响程度也有所不同,并且混凝土强度等级和作用温度具有明显的耦合影响特性。基于这些试验结果分析,该文给出了有助于更好地进行混凝土结构高温受力性能计算分析的混凝土高温短期徐变计算模型。     

基于FVM数值分析的海工混凝土结构耐久可靠度Monte Carlo模拟

为研究海工混凝土结构耐久性设计及寿命预测的可靠度方法,分析了耐久性设计与寿命预测的半理论、半经验解析模型方法,讨论了截面形状等条件对氯离子扩散传输的影响。该文研究应用有限体积法(FVM)分析求解混凝土中氯离子含量和蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟求解耐久失效概率,分析海工混凝土结构耐久可靠度。这种方法可简称FVM-MC方法。在FVM-MC方法中,首先采用FVM方法求解混凝土中的氯离子含量,然后采用Monte Carlo方法对失效概率进行模拟求解。验证分析表明,FVM-MC方法分析模拟精度高,是海工混凝土结构可靠度分析的一种可靠方法。计算结果表明,截面形状等对混凝土结构的耐久可靠度具有显著的影响,采用Fick第二定律解析解的半理论、半经验模型,由于没有考虑截面形状效应,增加了矩形截面构件的耐久失效风险;圆形截面具有近似一维的扩散传输特点,在条件相同情况下,其构件耐久可靠度显著地高于方形或矩形截面的构件。     

钢筋混凝土结构的应力拓扑优化方法研究

基于预测混凝土失效行为的Drucker-Prager(D-P)屈服准则,研究了进行钢筋混凝土结构配筋设计的应力拓扑优化方法。结合扩展的双材料密度惩罚模型,优化问题构造为以单元人工密度为设计变量、混凝土材料Drucker-Prager屈服函数为约束条件的钢筋用量最小化问题。为合理定义混凝土应力并防止应力奇异解现象,采用局部应力插值模型和ε-松弛方法对混凝土应力约束条件进行处理。推导约束函数的伴随法灵敏度计算公式,运用基于梯度的连续性优化算法求解优化问题。数值算例验证了所提优化模型的正确性及数值算法的有效性,并通过与传统最小柔顺性拓扑优化结果的比较,说明了该文方法能够充分利用混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力,设计结果更为实用。     

基于有效累积滞回耗能的钢筋混凝土构件承载力退化模型

在模拟地震作用下建筑结构的非线性响应时,应正确考虑构件的累积损伤对结构性能的影响。钢筋混凝土构件在反复受力下的承载力退化是其累积损伤的重要体现。该文根据不同加载路径下钢筋混凝土柱的试验资料,通过考察不同加载路径对构件承载力退化的影响,指出累积滞回耗能引起的构件损伤程度,与产生该累积滞回耗能的位移幅值有关。基于这一结果,该文提出了有效累积滞回耗能的概念,以综合考虑累积滞回耗能和相应的位移幅值对承载力退化的影响。与试验结果的比较表明,有效累积滞回耗能与构件承载力退化程度之间有良好的相关性。分析结果表明,所建议的基于有效累积滞回耗能的承载力退化模型可较好地模拟不同往复加载路径下钢筋混凝土构件的滞回曲线。     

电化学修复对钢筋混凝土结构服役性能的作用效应

钢筋混凝土结构受外界有害离子侵蚀会出现耐久性失效,电化学修复技术可以有效地提升钢筋混凝土结构耐久性能,延长结构使用寿命。然而,电化学修复方法会引起钢筋混凝土结构中钢筋氢脆、混凝土孔隙率改变、碱集料反应等现象,导致钢筋混凝土结构的材料性能和力学性能发生变化,从而影响结构的服役性能。该文在综述电化学修复技术研究和应用的基础上,分析了电化学修复过程对钢筋混凝土结构材料层面和构件层面的作用与影响,并对电化学修复技术在混凝土结构耐久性提升中的研究和应用进行了展望。     

基于剪力比的防屈曲支撑-RC框架抗震设计方法研究

该文提出了基于剪力比的防屈曲支撑-钢筋混凝土框架结构抗震设计方法。根据不同的剪力比α设置不同参数的防屈曲支撑并进行了多个不同层数结构的抗震设计;基于大震弹塑性时程分析,研究了不同剪力比结构的最大层间位移角和防屈曲支撑滞回耗能比随剪力比α的关系曲线,并得出剪力比α的合理取值范围为0.3 < α < 0.5。在剪力比合理的取值基础上研究了层间位移角最大值随不同刚度主体框架的变化规律,并建议了主体混凝土框架最大层间位移角的设计取值。该文所提方法简便、实用,为防屈曲支撑耗能减震结构的设计提供了一种新的思路。     

在役钢筋混凝土结构基于可靠性的疲劳寿命分析

本文以结构的极限疲劳循环次数作为随机变量,基于可靠性理论提出了在役结构疲劳剩余寿命的预测方法,分析了多种工况下结构在未来服役期内的疲劳可靠性和疲劳剩余寿命。算例表明,通过对在役结构疲劳寿命及可靠性的分析,不仅可以预测在目标可靠度下的疲劳寿命,而且可以根据需要确定合适的交变荷载的频率、服役时间以及相应的疲劳可靠指标,从而为结构的合理利用起指导性作用。     

本征自感知混凝土及其智能结构

工程结构会缓慢老化并逐渐劣化,其劣化从材料层面开始,在早期阶段感知材料性能的劣化便可在结构发生重大损坏前进行维护,从而提升其安全性、韧性与寿命.因此,材料性能的自感知对于发展具有数字化特征的智能结构至关重要.混凝土是应用最广泛的工程材料,但其主要作为结构材料使用,并不具有本征自感知性能.复合导电或半导体填料可使混凝土具...     

基于组合单元的混凝土结构徐变分析方法

对混凝土徐变的研究现状和数值计算方法做出评价,提出了混凝土结构徐变计算的空间有限元分析方法。以组合单元为基础,建立混凝土徐变的三维计算模型:将结构的变形、内力状态、结构形式及约束情况均沿时间轴进行划分,再根据结构在每个时间点上各参数的变化值,推导出了混凝土徐变计算的递推公式;又基于虚功原理建立混凝土徐变刚度矩阵,绕过应力与应变,直接通过位移增量计算自由徐变应变增量的等效荷载,提高了徐变数值计算精度;组合单元是对原有实体等参元的继承和拓展,能够分别考虑钢筋和混凝土各自对单元刚度矩阵的贡献,而两者又通过自由度变换的方法有机的结合在一起,构成一种可专门用于模拟钢筋混凝土结构的单元形式。实例分析结果表明:用组合单元做混凝土徐变分析,能够计入钢筋对徐变的阻碍作用,解决在钢筋和混凝土之间的应力重分布问题,更准确的计算出结构变形和内力变化。     

考虑粘结滑移的SRC梁柱单元宏观模型建模理论及方法研究

基于型钢混凝土组合结构粘结滑移机理,将型钢混凝土梁柱单元积分段中型钢纤维的轴向变形分为型钢的轴向变形和粘结滑移两部分,依据平截面假定,以此来描述型钢和混凝土变形的差异,从而反映粘结滑移效应。通过将粘结滑移本构引入到既有的型钢单轴本构模型中,推导出考虑粘结滑移效应型钢本构模型,并提出纤维状态的确定方法。利用OpenSEES有限元平台,将建立的材料本构模型植入到软件中,并应用该材料对SRC框架柱进行数值模拟分析。通过模拟结果与试验结果的对比,验证新材料的合理性和准确性。