盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能的退化规律,分析比较了完好梁和经历25、50、75及100次盐冻融循环作用梁的承载力和变形性能.结果表明：受冻梁截面混凝土应变仍满足平截面假定,受力特征与完好梁相似;影响盐冻融环境下梁承载力的主要因素是受压区混凝土保护层的剥落,其次是混凝土强度的降低,而钢筋与混凝土粘结性能退化的影响并不显著;混凝土强度降低、保护层损伤及粘结性能退化均是冻融环境下混凝土梁变形增大的重要因素,梁刚度的降低程度除与冻融次数相关外,还受冻融损伤位置和持荷水平影响.     

持载和冻融循环对钢筋混凝土粘结性能的影响

通过中心拉拔试验,研究了钢筋持载与冻融循环耦合作用下钢筋混凝土的粘结性能退化规律.结果表明,冻融循环低于25次时,钢筋持载和冻融耦合对非引气混凝土粘结强度和峰值滑移影响较弱;冻融循环50次时,持载30%和50%试件的极限粘结强度分别降低22.8%和48.5%.即混凝土冻融损伤存在一个阙值.当冻融损伤低于该值,钢筋持载的耦合效应不明显;反之,冻融损伤高于该值,钢筋持载和冰胀压力相互促进冻融裂缝的开展,加速钢筋混凝土粘结性能退化过程,甚至在服役过程中提前发生劈裂破坏.另外,钢筋持载和冻融循环耦合作用对引气混凝土试件的粘结性能影响不明显.     

冻融作用后钢筋与混凝土之间粘结性能研究

目的研究冻融循环作用后钢筋与混凝土之间粘结性能的退化规律.方法测定在常态和经过了50、100、150、200次快速冻融循环作用后钢筋与混凝土之间的粘结劈裂强度以及粘结滑移曲线,分析了粘结应力与粘结劈裂强度随冻融循环次数的退化规律.结果将试验结果与冻融作用后混凝土的劈拉强度衰减规律进行了对比,发现粘结劈裂强度表现出更显著的退化趋势,通过界面理论解释了钢筋与混凝土粘结过渡区的形成机理和显微结构特点,阐明了粘结性能对冻融作用的高敏感性,印证了宏观力学试验的测试结果.最后,建立了与相对动弹模损失率相关的粘结滑移本构方程及相关参数.结论冻融循环作用将导致钢筋与混凝土之间粘结界面发生损伤,出现局部"脱粘"现象,增大了混凝土发生粘结劈裂破坏的可能性.     

预应力纤维布加固混凝土梁冻融特性试验

为了研究预应力碳纤维布对受冻融作用影响的混凝土梁的加固效果,从而进一步认识混凝土与碳纤维布共同工作的行为,研究了加固梁中碳纤维布和混凝土的各自力学性能以及碳纤维布加固混凝土梁的整体力学性能.结果表明,冻融后的试验梁开裂荷载和极限承载力有所下降;初始预应力水平越高,试验梁的开裂荷载和极限荷载下降速度越快;在冻融循环和预应力耦合作用下混凝土内部损伤严重,碳纤维布-混凝土界面的粘结力退化明显.     

FRP筋混凝土梁粘结滑移力学性能数值分析

为了研究FRP筋与混凝土之间的粘结性能以及FRP筋与FRP筋混凝土构件的力学性能,采用ABAQUS建立FRP筋混凝土梁有限元数值模型,模型中混凝土采用塑性损伤模型,FRP筋采用线性单元.FRP筋单元和混凝土单元采用非线性弹簧单元连接,通过选取粘结滑移本构、锚固长度计算公式和调整添加弹簧的数量以及位置来考虑粘结滑移对FRP筋混凝土梁受力性能的影响.数值模拟结果与文献试验结果具有较好的一致性,验证了该有限元模型的正确性,所得结果对FRP筋混凝土结构试验具有一定的指导作用.     

碳纤维布加固受损钢筋混凝土梁锚固方式的试验研究

钢筋混凝土梁在加固时可能存在不同程度损伤,为了研究碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,试验采用9根钢筋混凝土梁,其中1根对比梁加载至破坏,其余8根梁加载至最大裂缝宽度达到0.2~0.3 mm后卸载采用碳纤维布进行加固锚固的抗弯试验。试验结果表明,在加固层数相同时不同位置的U形箍锚固措施对损伤钢筋混凝土梁极限承载力有不同程度的影响。1层碳纤维布加固时,U形箍在端部的锚固措施比在其他位置的锚固措施的抗弯承载力大;2层碳纤维布加固时,U形箍在端部和加载点两侧都采用锚固措施比在其他位置锚固措施的抗弯承载力大,试验结论能够为损伤结构的补强提供一些参考。     

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。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明：钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

钢筋混凝土并筋梁的粘结锚固及受力性能研究

为解决工程实践中当混凝土结构内钢筋用量较大时钢筋间距过小的问题,提出了将纵向受力钢筋并筋布置的方法.根据31个并筋粘结锚固拉拔试件验的结果,进行了17根钢筋混凝土并筋梁的受力性能试验,较详细地讨论了并筋梁粘结锚固的特点以及影响并筋粘结锚固的主要因素,并与一般梁进行了对比.试验研究结果表明,采用并筋后钢筋和混凝土之间的粘结锚固性能有所下降,但粘结滑移特性与一般梁相近,通过适当延长锚固长度即可保证并筋梁的锚固强度和承载力,从而使并筋梁可在工程实践中应用.给出了并筋锚固长度计算的建议公式,计算结果与试验结果符合良好.在可靠度分析的基础上提出了并筋梁的设计建议,可供我国混凝土结构设计规范修订时参考.     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土粱的抗弯试验。结果表明：研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载。     

改性竹筋混凝土受弯构件力学性能试验研究

针对竹筋混凝土结构存在的问题,提出了多种对竹筋的改性方法。在此基础上,对12根采用不同配筋和不同改性方法的受弯构件(11根竹筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁)进行了试验研究,分析了不同改性方法和不同配筋率竹筋混凝土受弯构件的力学性能、破坏形态及其影响因素。研究结果表明：竹筋能有效提高混凝土受弯构件的承载能力;经过适当方法改性后的竹筋能确保竹筋和混凝土之间的有效粘结,其正截面强度计算可以采用平截面假定;竹筋混凝土受弯构件的破坏均为脆性破坏,其破坏形态与其截面配筋率有关。     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...     

海水喷淋干湿循环持载RC受弯梁试验研究

为了解决沿海地区正常使用工作状态下承受较大持续荷载钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁的力学性能劣化问题,通过实验室模拟经历180 d大气环境+180 d海水喷淋干湿循环(简称Ⅰ腐蚀)或180 d海水喷淋干湿循环+180 d大气环境(简称Ⅱ腐蚀)后,由静力加载试验测试RC梁试件力学性能劣化规律.试验结果,RC梁试件在不同持续荷载和一定腐蚀环境共同作用下,随着持续荷载增大其屈服荷载P_y、极限荷载P_m和延性系数u降幅变大.Ⅱ腐蚀梁试件的P_y、P_m和u降幅大于Ⅰ腐蚀梁试件的P_y、P_m和u降幅.梁试件的抗弯刚度随着持续荷载增大而降低.试验结果表明较大持续荷载与一定腐蚀环境共同作用对RC梁力学性能劣化影响明显.     

钢纤维混凝土冻融和碳化后力学性能试验研究

通过对混凝土试件进行室内快速冻融和碳化试验,测试并分析了混凝土试件在冻融循环和碳化作用后的基本力学指标,探讨了钢纤维体积率、混凝土强度等级、冻融循环次数及碳化龄期对混凝土基本力学性能的影响.试验结果表明:冻融循环损伤了混凝土的力学性能,强度较低混凝土力学性能的损伤较强度较高为严重;碳化对混凝土的密实性有加强作用,并会提高其相对抗压、劈拉强度.适量的钢纤维掺量和较小的水灰比改善了混凝土微观结构,抑制了混凝土的冻融速度,提高了混凝土的抗裂性能和抗碳化性能.     

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。     

不同亲水性能的纤维对混凝土抗冻耐久性的影响

为了研究不同亲水性能的纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,本文选择了3种不同回潮率的纤维,采用快冻法对纤维混凝土的抗冻耐久性进行了试验研究;分析了不同纤维混凝土的冻融损伤规律,以及回潮率对其冻融损伤的影响。利用SEM对冻融前后纤维-水泥石基体进行了观测,进一步探讨了纤维亲水性对混凝土抗冻性能的影响机理。结果表明,亲水性良好的纤维能够与水泥石更好的共同作用,有效抑制混凝土内部初期微缺陷及冻融过程中微缺陷的生长;而疏水性纤维难以与水泥石难以形成有效的共同作用体系,对于冻融循环过程中微缺陷的生长抑制能力较弱,其纤维-水泥石之间的薄弱带甚至可能会加速混凝土的冻融损伤;且随着冻融循环次数的增加,纤维的亲水性对混凝土的抗冻性能影响愈加明显。     

冻融环境下混凝土力学性能试验及损伤演化

在我国西部寒区,冻融作用往往是导致混凝土破坏的主要因素之一。通过对饱水状态下的多组混凝土试样进行冻融循环试验,并对试验后的试样进行了单轴压缩试验,从损伤和能量耗散的角度对试样进行了力学性能的分析;运用CT细观试验的方法初步对经历不同冻融循环次数下的试样进行了细观结构分析。通过试验研究,得到了饱水状态下混凝土材料的冻融破坏特征,以及不同冻融循环次数下试样质量、单轴应力-应变全过程曲线、抗压强度、能量耗散和细观结构的变化特征,系统研究了冻融循环下混凝土主要物理力学性能及损伤演化规律,为寒区重大工程冻融灾变预测提供较可靠的基础依据。