钢管再生混合混凝土徐变性能试验研究

为研究加载龄期对钢管再生混合混凝土徐变性能的影响,开展了12组试件的徐变试验,得到了不同加载龄期下的徐变系数-持荷时间和徐变应变-持荷时间曲线。分析了徐变系数的变化规律和不同算法预测试件徐变应变的有效性。研究结果表明：无论是钢管混凝土试件还是钢管再生混合混凝土试件,加载龄期越早,徐变系数越大,加载龄期对钢管再生混合混凝土试件徐变系数的影响较钢管混凝土试件小;加载龄期相同时,钢管再生混合混凝土试件的徐变系数较钢管混凝土柱的小,加载龄期越晚,两者相差越小。提出了基于Counto模型的龄期调整的有效模量法预测试件的徐变应变,计算结果与试验结果总体吻合良好。     

不同养护温度下高强混凝土早龄期拉伸徐变的试验研究

以C60高强混凝土为研究对象,试验研究了养护温度和加载龄期这2个参数对高强混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.结果表明:随着加载龄期的增长,高强混凝土拉伸比徐变、徐变系数和徐变速度均呈指数衰减的趋势;随着持荷时间的延长,不同加载龄期的高强混凝土徐变速度差异越来越小,且在不同养护温度下均表现出同样的趋势;与养护温度对成熟龄期混凝土拉伸徐变的影响不同,在相同加载龄期下,高强混凝土早龄期拉伸比徐变随着养护温度的升高而降低,但是随着加载龄期的增长,其降低幅度减小,至加载龄期为7.000d时各养护温度下高强混凝土的拉伸比徐变基本持平.无论持荷时间是7,14d还是21d,在持荷时间相同时,不同加载龄期高强混凝土之间的拉伸比徐变差异随着养护温度的提高而减小.     

RP约束混凝土柱徐变特性的理论分析

提出了FRP约束混凝土的徐变分析模型和计算方法 ,分析了加载龄期和持荷时间、轴压比、含FRP率、FRP强度和混凝土强度等因素对徐变特性的影响规律。然后提出考虑徐变影响后的FRP约束混凝土在轴心受压时的应力 -应变关系模型 ,在此基础上 ,利用数值方法计算出FRP约束混凝土轴心受压构件考虑徐变影响的荷载 -变形关系全过程曲线 ,并分析了轴压比、长细比、含FRP率、FRP强度和混凝土强度等不同参数情况下徐变对FRP约束混凝土柱承载力的影响     

长期荷载下核心柱的变形和应力重分布

基于ACI 209的混凝土收缩和徐变模型,采用龄期调整有效模量法,进行核心柱(即在普通的钢筋混凝土柱截面的核心增设一钢管的柱)受压构件在长期轴向荷载作用下的变形以及应力重分布的分析和计算,并考察加荷龄期、持荷大小、截面含钢率等参数的影响.分析表明:徐变和收缩引起的变形在持荷的早期阶段(加载后的4、5个月内)发展较为迅速...     

石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响

研究了不同石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响,并对现有徐变预测模型进行了对比分析。结果表明：当机制砂石粉含量不超过15%时,各组试件的抗压强度均可满足C60强度等级的要求,各组试件120 d的徐变应变约为(180～230)×10^-6,徐变系数在0.41～0.56之间;随着石粉含量的增加,各组试件的徐变应变呈现先减小后增大的趋势,徐变系数呈先增大后减小的趋势;石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响不显著;现有徐变模型对徐变系数的计算结果均大于实测结果;相比较之下,fib MC 2010模型更适用于高强机制砂混凝土的徐变预测。     

粉煤灰对高强混凝土收缩徐变的影响试验研究及其修正模型

粉煤灰对高强混凝土收缩徐变的影响直接关系到结构长期性能的合理确定。制作粉煤灰掺量分别为0、12%和24%的100mm×100mm×400mm的C50混凝土棱柱体试件,在试验室条件下进行收缩及不同加载龄期的徐变试验,研究了粉煤灰对高强混凝土收缩徐变的影响。根据试验结果评估了目前常用的4种相关规范公式对高强混凝土收缩徐变的适用性,并引入粉煤灰影响系数以综合反映粉煤灰掺量和加载龄期对高强混凝土收缩徐变的影响,根据试验结果和现有研究成果提出了其修正模型。分析结果表明,JTG D 62和GL 2000推荐的收缩徐变预测模式与基准试件实测结果较为吻合,验证结论亦说明所引入的粉煤灰影响系数可应用于掺粉煤灰高强混凝土的收缩徐变预测。     

配筋对混凝土圆柱体长期徐变的影响

在恒温恒湿环境中对3根素混凝土和3根钢筋混凝土圆柱进行了500余天收缩徐变试验,研究了低强(C30及以下)钢筋混凝土圆柱徐变特性,结合CEB-FIP(1990)模型和中国建科院模型(1986)对实测数据进行了拟合回归分析,计算出不同加载龄期作用下配筋对混凝土徐变的影响系数,并与采用中国建科院模型(1986)中时变函数的Dischinger方法进行了对比。试验结果表明:相同加载龄期的钢筋混凝土柱徐变系数较素混凝土圆柱的偏小,加载龄期对钢筋混凝土后期徐变系数影响较少;国内外徐变预测模型对短期加载龄期(9d)的徐变系数预测精度较高,对长期加载龄期(39d)的徐变系数预测精度较差,特别是对后期徐变系数预测普遍不足,GZ(1993)模型整体预测效果较好;Dischinger方法中钢筋对低强混凝土徐变影响考虑偏低,对不同加载龄期下钢筋混凝土徐变变形差值预测偏低。     

含钢率对长期荷载下钢管混凝土轴压性能的影响分析

为研究含钢率对长期荷载下钢管混凝土性能的影响,采用ABAQUS软件,对长期荷载作用下不同含钢率的钢管混凝土柱的变形(ε)-时间(t)、承载力(N)-时间(t)关系曲线进行计算,并在此基础上,对长期荷载作用下典型含钢率的钢管混凝土进行机理分析。分析结果表明：在长期荷载作用下,钢管混凝土构件的受力初期增长很快,随着时间的推移,大约在200 d时变形稳定,徐变趋于平稳;含钢率大则徐变小,随着含钢率的增加,钢管混凝土的徐变量减小。     

混凝土徐变预测模型修正分析

对不同加载龄期的混凝土圆柱体进行长期徐变试验,结果表明混凝土圆柱体内徐变系数较体外徐变系数普遍偏小,加载龄期对混凝土体外徐变系数影响较大,对体内徐变系数影响较小。国内外徐变预测模型对短期加载龄期(9d)的徐变系数预测精度较高,对长期加载龄期(39d)的徐变系数预测精度较差,特别是对后期徐变系数预测普遍不足。GZ(1993)模型对徐变初期预测存在不连续现象,但整体预测效果最好。CEB-FIP(1990)模型预测效果最差,预测徐变系数的变化规律与实测值偏离较大。采用最小二乘法对实测数据进行非线性回归分析,分析表明CEB-FIP(1990)模型对名义徐变系数预测偏低,这主要是由CEB-FIP(1990)模型中加载龄期影响系数预测偏低造成的。根据不同加载龄期的徐变系数实测值,对CEB-FIP(1990)模型进行了修正,从而大大提高了徐变预测模型的预测精度。     

钢管混凝土轴心受压构件徐变分析

在对钢管混凝土轴心受压构件的轴压力学特性和核心混凝土徐变分析的基础上,从变形协调条件出发,通过引入混凝土换算弹性模量,推导了钢管混凝土轴压构件应力重分布计算方法。此方法较好地考虑了钢管混凝土构件徐变因素(含钢率、应力级别、材料等级)的影响,并分析研究了不同影响因素条件下钢管混凝土结构的徐变特性。针对钢管混凝土受力特点,研究表明,运用该方法计算在轴心受压状态下徐变所引起的钢管混凝土截面应力重分布是合理的。     

膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响

对膨胀剂掺量(质量分数)为4%,8%和12%的3种钢管混凝土(CFST,concrete filled steel tube)在含钢率(面积分数,钢管与混凝土的截面面积比)为3.8%,4.1%,6.6%,9.2%和10.8%的5种情况下进行了徐变性能试验.结果表明:膨胀剂掺量为4%时钢管混凝土徐变度最大,掺量为8%时徐变度次之,掺量为12%时徐变度最小;膨胀剂掺量12%相比膨胀剂掺量8%时的钢管混凝土徐变度下降并不显著;含钢率的增加有效分担了钢管混凝土的外部荷载,使其徐变度有所减小.应用扫描电镜(SEM)观测及能谱仪(EDS)分析得出膨胀剂的作用机理:膨胀剂反应生成钙矾石,一方面通过钙矾石的微膨胀补偿了收缩;另一方面钙矾石填充在结构孔隙中,使水泥石更加密实.分析含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响机理后认为混凝土应力随着含钢率的增加而减小,原因是含钢率的增加使得钢管对混凝土的约束也有所增加,由此限制了混凝土的变形.     

高性能混凝土的拉伸徐变特性

掌握拉伸徐变行为是进行混凝土应力分析和开裂预测的重要前提。采用自行设计的混凝土拉伸徐变试验装置,系统研究了不同加载龄期（1、3、7 d）、不同水胶比（0.29、0.33、0.37）和不同粉煤灰掺量（0%、20%、40%）下高性能混凝土的拉伸徐变特性。实验结果表明,拉伸徐变随加载龄期和水胶比的增大而显著减小。粉煤灰掺入可以明显提高混凝土抵抗徐变的能力,且随掺量的增加而增强。拉伸徐变可抵消42%～62%的自由收缩,降低混凝土早期开裂的风险。     

氯盐环境与荷载耦合作用下加载龄期对钢筋混凝土柱徐变影响

为研究氯盐环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土柱的徐变效应,在持荷与氯盐腐蚀环境下,对18根早龄期与标准龄期钢筋混凝土柱进行了202 d的长期试验,钢筋锈蚀率分别为0%、10%、20%,测试了早龄期混凝土柱在轴压、小偏压、大偏压三种受力状态下的徐变行为,并与相同条件下标准龄期混凝土柱的徐变行为进行了对比。结果表明：钢筋锈蚀率为10%时,锈蚀RC柱的徐变系数略低于未锈蚀RC柱的;钢筋锈蚀率为20%时,锈蚀RC柱的早期徐变系数偏低,而后期徐变系数出现较快且持续的增长;受混凝土黏性流动和钢筋锈蚀影响,早龄期RC柱的徐变系数低于理论值。根据钢筋实际锈蚀状况,拟合了钢筋锈蚀率分布函数,并通过黏结退化系数得出对应的徐变折减系数,提出修正的ACI209R徐变模型。通过与试验数据进行对比分析,该修正徐变模型的预测效果较好。当锈蚀率为10%时,模型可靠性高;当锈蚀率为20%时,在持载早期,模型计算值较实测值偏高,但后期两者的差值较小。     

腐蚀与荷载耦合作用下钢-混凝土组合梁长期变形研究

为探究腐蚀与荷载耦合作用下钢 混凝土组合梁长期变形规律,对钢-混凝土组合梁进行腐蚀与荷载耦合作用225d的长期性能试验,考虑不同加载龄期、栓钉锈蚀率对钢-混凝土组合梁界面相对滑移和长期挠度的影响。研究结果表明：在腐蚀与荷载耦合作用下,栓钉锈蚀率越高,组合梁的界面相对滑移及长期挠度也越大;长期挠度增长与混凝土徐变发展规律类似,与混凝土加载龄期7d的组合梁相比,混凝土加载龄期28d的组合梁长期挠度较小;基于龄期调整的有效模量法和应力重分布原理,考虑组合梁由混凝土收缩徐变和栓钉锈蚀引起的附加挠度,提出栓钉锈蚀条件下组合梁的长期挠度计算公式;组合梁长期挠度理论计算值与实测值吻合较好,可为工程实际运用提供参考。     

长期荷载作用对圆钢管混凝土压弯构件力学性能影响的研究

基于ACI (1992 )提供的混凝土徐变和收缩模型 ,本文提出一种适合于长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形的计算方法 ,理论结果和试验结果基本吻合。在此基础上 ,分析了加载龄期、持荷时间、轴压比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级和荷载偏心率等因素对长期荷载作用下圆钢管混凝土构件变形性能的影响规律。考虑长期荷载作用的影响 ,本文利用数值方法成功地计算出圆钢管混凝土构件的承载力 ,理论计算结果和试验结果吻合良好。最后 ,在系统分析长细比、构件截面含钢率、钢材种类、混凝土强度等级、荷载偏心率等因素影响的基础上 ,提出长期荷载作用对圆钢管混凝土构件承载力影响系数的计算方法 ,     

膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能影响试验研究

为了研究膨胀剂掺量和含钢率对钢管混凝土徐变性能的影响,在(20±1)℃、相对湿度(60±5)%时,测试30%荷载水平下,膨胀剂掺量分别为0%,4%,8%以及含钢率分别为0.038,0.066,0.092时钢管混凝土的徐变应变。试验结果表明:含钢率一定时,徐变应变随着膨胀剂掺量的增加而降低。膨胀剂掺量一定时,徐变应变随着含钢率的增加而降低。将徐变试验后的钢管混凝土进行切割,对其核心混凝土采用孔结构测试仪进行微观结构观测,分别进行了气泡数目、气泡弦长、硬化混凝土空气含量等的观测。观测结果表明:钢管混凝土掺入膨胀剂后,在钢管的限制作用下,核心混凝土更加密实,其构件强度提高,从而使其徐变应变降低。     

配筋高性能混凝土收缩徐变试验研究

为获得苏通大桥连续刚构桥所用高强高性能混凝土的收缩徐变规律,在自然环境下开展了为期两年多配筋混凝土(配筋率分别为0、0.38%、0.76%和1.71%)的收缩徐变试验。徐变试件加载应力水平约为15MPa,与实桥最大应力水平相近。加载龄期有四种,分别为7d、14d、21d和28d,分别模拟了实桥节段施工混凝土的加载龄期。在收缩徐变试验基础上拟合出收缩徐变曲线。试验结果表明,实桥所用高强高性能混凝土的收缩徐变小于现行桥梁规范JTGD62-2004取值,配筋混凝土的收缩徐变小于素混凝土的收缩徐变。采用有限元软件ANSYS/CivilFEM分析了配筋对混凝土收缩徐变的影响,分析结果和试验结果一致:当配筋率较低时,配筋对混凝土的收缩徐变影响较小,在工程应用范围内,可以不考虑配筋的影响;当配筋率较高时,配筋可以有效地减小收缩徐变的发展。研究成果可为实桥主梁时变分析提供参考依据。     

钢管膨胀混凝土徐变系数简化模型

在室内环境中对8个混凝土圆柱体试件进行长达800余天收缩徐变测试,对比了混凝土、钢管混凝土、钢管膨胀混凝土圆柱体的收缩徐变时程规律,得到了钢管膨胀混凝土收缩徐变特性.试验结果表明:钢管膨胀混凝土收缩应变较小,受膨胀剂的影响,初期收缩变形基本为0;钢管膨胀混凝土徐变变形在100d内变化较大,100d后基本处于平稳状态,与未添加膨胀剂钢管混凝土徐变系数时变规律基本一致.在合理假设钢管混凝土徐变机理前提下,依据继效流动理论和多轴应力下徐变理论,提出钢管混凝土徐变系数终值估算方法;钢管膨胀混凝土徐变模型中徐变系数终值由可恢复的滞后弹性变形、不可恢复的初始急变塑性变形和不可恢复的黏性流变变形三部分函数分别求极值相加所得,同时结合钢管膨胀混凝土实测徐变的时变规律,提出钢管膨胀混凝土徐变系数简化计算模型,与试验结果相对比,该模型计算式简洁,预测结果较为准确.     

再生混凝土长龄期强度与收缩徐变性能

通过改变再生粗骨料取代率,并考虑引气剂的影响,对再生混凝土长龄期下的立方体抗压强度和收缩性能进行试验;采用不同的加载龄期,对再生粗骨料取代率为50%的再生混凝土徐变性能进行试验研究;建立了再生混凝土长龄期强度推算公式。结果表明:长龄期下再生混凝土的立方体抗压强度变化规律与普通混凝土基本一致,28d龄期再生混凝土的立方体抗压强度随再生粗骨料取代率的增加而降低;再生混凝土的收缩随再生粗骨料取代率的增加而增加,添加粉煤灰、矿粉等矿物外掺料可以使再生混凝土收缩降低;加载龄期对于再生混凝土徐变值有影响,加载龄期越早,再生混凝土徐变值越大;利用所建立的强度推算公式计算得到的强度值与试验结果比较吻合,并且优于欧洲CEB-FIP Model Code 1990规范建议公式的计算结果。     

长期荷载作用对钢管约束的组合短柱变形及承载力的影响

为研究长期荷载作用对钢管约束钢管混凝土柱、钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱变形和承载力的影响,设计并制作了12个钢管约束钢管混凝土短柱、9个钢管约束型钢混凝土短柱和6个钢管约束钢筋混凝土短柱试件,对其中的4个钢管约束钢筋混凝土短柱、6个钢管约束型钢混凝土短柱和8个钢管约束钢管混凝土短柱进行了760 d的持荷试验,随后对所有试件进行了轴压承载力试验。主要研究参数混凝土强度等级为C50和C70,加载时核心混凝土龄期分别为7,14,28 d。对比分析了各类试件长期变形性能和持荷760 d对试件轴压性能的影响,结果表明：1)3类试件的长期变形均主要发生在加载前期,呈现出前期增长较快、后期随时间增长而逐渐减慢的趋势,其中钢管约束钢管混凝土试件的长期变形最小;2)低应力长期荷载作用、核心混凝土及夹层混凝土的长期变形对此3类试件的轴压承载力几乎无影响;试件类型、加载龄期和混凝土强度等级对试件承载力的影响较小;3)是否预先受载对试件破坏模式没有显著影响,钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土试件均表现为明显的剪切破坏,而加载龄期较早或混凝土强度中等的钢管约束钢管混凝土试件呈现较好的腰鼓型截面...