锈蚀箍筋约束混凝土柱低周反复荷载试验研究

通过电化学方法对混凝土柱内箍筋进行实验室加速腐蚀试验,得到箍筋锈蚀程度不同的混凝土柱试件,进一步开展了箍筋锈蚀约束混凝土柱低周往复加载试验,研究了箍筋锈蚀造成的混凝土损伤、箍筋的锈蚀形态以及箍筋锈蚀对钢筋混凝土柱破坏过程和破坏形态的影响。试验结果表明：混凝土构件中箍筋在转角部位锈蚀严重,混凝土保护层的开裂是以构件角部顺纵筋开裂为主;箍筋锈蚀产物在混凝土内的扩散、堆积导致混凝土保护层提前脱落,使其对试件承载力的贡献减弱;箍筋锈蚀程度的不同导致试件破坏过程和最终破坏形态有所差异：随着箍筋锈蚀程度的增大,试件破坏形式由延性较好的弯曲破坏向剪切脆性破坏转变;箍筋轻微锈蚀构件中钢筋与混凝土间的粘结作用不受影响。     

氯盐侵蚀下约束混凝土力学性能试验研究

为了解氯离子侵蚀下约束混凝土的抗压力学性能,在盐雾腐蚀实验室对12组约束混凝土试件进行氯离子腐蚀试验,进而对其进行轴心抗压试验,得到不同箍筋配箍率和不同锈胀裂缝宽度下试件的受压应力-应变曲线,分析箍筋配箍率和锈胀裂缝宽度对腐蚀试件强度、刚度、延性等的影响。结果表明:随着箍筋配箍率的增大,试件的承载力和延性不断提高;随着箍筋锈蚀裂缝宽度的增大,试件的峰值荷载减小,强度降低,延性变差。并考虑箍筋锈蚀的约束作用对核心区混凝土本构关系的影响,建立了锈蚀约束混凝土受压本构关系理论模型,将其与试验数据拟合回归得到的应力-应变全曲线进行对比,两者吻合良好,故该理论模型可应用于锈蚀钢筋混凝土结构、构件的非线性分析中。     

锈蚀箍筋约束混凝土应力应变本构关系模型

为探讨箍筋锈蚀对混凝土约束性能的影响,通过外加直流电对钢筋混凝土棱柱体中的箍筋进行加速锈蚀,得到了不同箍筋锈蚀率试件,并对试件进行了轴心受压试验.结果表明:随着箍筋锈蚀率的增加,约束混凝土试件的承载力、刚度和延性均有不同程度的降低.基于现有研究成果,建立了轴心受压下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变本构关系模型,通过与实测的锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变全曲线对比,证实该模型拟合曲线与实测曲线吻合较好.     

箍筋锈蚀对RC框架柱耗能能力影响研究

在钢筋混凝土构件中,箍筋不仅起着钢筋骨架的作用,而且约束构件的横向变形,改善其抗震性能。箍筋锈蚀后,其截面减小和力学性能变化会导致混凝土构件的破坏形式从延性向脆性转变。从约束指标和核心区混凝土抗压强度两方面改进约束混凝土的本构关系,合理反映箍筋锈蚀对核心区混凝土的影响。并借助OpenSees软件按此本构关系添加新材料对RC框架柱进行数值模拟,研究箍筋锈蚀对构件耗能能力的影响。最后与纵筋锈蚀引起的粘结退化对构件损伤的影响进行对比,发现箍筋锈蚀对构件的变形和损伤影响不可忽略。     

约束作用下箍筋锈蚀对再生混凝土抗压强度的影响研究

通过加速锈蚀箍筋约束再生混凝土试件的单轴受压试验,研究了配箍形式、箍筋锈蚀率等因素对抗压强度和破坏形态的影响。并结合再生混凝土的极限强度面和破坏准则,建立了锈蚀箍筋约束再生混凝土的抗压强度模型,验证了模型的有效性。结果表明：随着箍筋锈蚀率的增加,试件的抗压强度减小;当配箍形式相同时,箍筋间距越大,箍筋锈蚀率对抗压强度的影响越显著;当箍筋间距相同时,箍筋锈蚀率对配置方形箍试件的抗压强度影响程度比配置棱形箍试件的影响大;在锈蚀箍筋试件的轴压破坏位置处,箍筋是否发生断裂与配箍形式和箍筋锈蚀率有关;所建立的锈蚀箍筋约束再生混凝土的抗压强度模型考虑了配箍形式、箍筋间距、箍筋锈蚀率等重要因素的影响,适用于各种截面,经试验验证,具有良好的计算精度和适用性。     

箍筋锈蚀混凝土棱柱体试件轴心受压试验研究

通过电化学方法对方形箍筋约束混凝土棱柱体试件内箍筋进行了实验室加速腐蚀试验,得到了箍筋锈蚀程度不同的锈蚀试件,并进一步开展了箍筋锈蚀混凝土棱柱体试件的轴压试验,研究了箍筋锈蚀对混凝土棱柱体试件破坏形态的影响,分析了箍筋锈蚀造成的混凝土损伤。试验结果表明:箍筋在角部锈蚀严重,混凝土保护层锈胀裂缝在角部沿竖向发展,且随着锈蚀程度的增加,裂缝宽度加大;锈蚀产物在混凝土保护层与核心区混凝土界面上的堆积,降低了混凝土保护层对构件承载力的贡献;箍筋锈蚀程度对试件的裂缝发展速度、破坏形态均有影响,箍筋锈蚀越严重,裂缝发展越迅速,核心混凝土的破坏程度愈大,斜向破坏面愈明显,混凝土试件的破坏形式从延性破坏向脆性破坏转变。     

箍筋锈蚀足尺混凝土构件抗震性能

为研究箍筋锈蚀对钢筋混凝土构件抗震性能的影响,通过对6个箍筋锈蚀率(质量分数)的大尺寸钢筋混凝土受弯构件进行低周反复荷载试验,得到各试件滞回曲线及骨架曲线,分析了箍筋锈蚀率对试件承载力、刚度、延性及耗能能力等的影响规律,并讨论了绣胀裂缝对试件受力性能的影响.结果表明:随箍筋锈蚀率的增大,试件滞回曲线捏拢现象显著,滞回环面积逐渐减小,刚度、延性和耗能能力逐步降低;当箍筋锈蚀率大于10.3%时,试件抗震性能降低更为显著.试验发现箍筋锈蚀导致混凝土约束作用减弱,试件达到极限荷载后呈现较明显的脆性性质,破坏形态逐渐向延性较差的剪切破坏转变.     

矩形箍筋锈蚀后核心混凝土应力场分析与有效侧向约束的确定

对钢筋混凝土结构中箍筋锈蚀的研究在国内外还处于起步阶段。作为钢混结构中最先发生锈蚀的筋种,箍筋的锈蚀率往往较之主筋要大,不仅削弱了对核心混凝土的侧向约束,其锈蚀膨胀产生的应力场对核心混凝土的力学性能也会有较大的影响。本文以钢筋混凝土中钢筋锈蚀的相关实验研究成果和理论分析为基础,对矩形箍筋锈蚀后核心混凝土应力场分布做出了理论分析,并对核心混凝土所受有效侧向约束效应做了理论分析,建立了计算公式。     

人工盐雾环境下锈蚀箍筋约束混凝土本构关系

为研究人工盐雾环境下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变关系,对36个尺寸为150 mm×150mm×450 mm,配箍特征值分别为0.233,0.175,0.306,0.195,0.146,0.225,0.167,0.125,0.219的箍筋约束混凝土棱柱体试件进行了盐雾腐蚀箱加速锈蚀和轴压加载试验,得到了不同混凝土强度、不同配箍特征值、不同箍筋锈蚀率下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变全曲线.结果表明:人工盐雾环境下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变曲线随着锈蚀时间的延长而渐趋扁平,上升段向右下方偏移,峰值应力呈线性下降,峰值应变增加;在相同锈蚀时间下,高强度混凝土的峰值应力降低程度和峰值应变增大程度均比低强度混凝土小.     

箍筋锈蚀影响因素分析

钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的首要因素,基于目前国内外对钢筋锈蚀的研究现状,对比工程实际中箍筋锈蚀相对纵筋锈蚀程度更严重的现象,从箍筋锈蚀机理、混凝土材料自身特点及正常使用条件下混凝土构件的带裂缝工作状态出发,分析了以上各因素对箍筋锈蚀速度的影响,为今后进一步研究箍筋锈蚀问题提供参考。     

钢筋锈蚀对混凝土梁抗剪性能的影响

钢筋锈蚀是混凝土构件主要病害之一。与梁底纵筋相比,箍筋易首先腐蚀,且腐蚀程度更为严重。本文在研究锈蚀RC构件抗剪承载力衰减模型的基础上,借助MonteCarlo模拟,分析了钢筋锈蚀对RC梁抗剪承载力的影响。结果表明,箍筋的锈蚀率明显大于纵筋,构件抗剪失效的可能性大大增加,对梁的安全性和耐久性具有潜在危害。     

高强箍筋约束混凝土柱轴压下约束效果的影响因素

本文以箍筋强度、体积配箍率、箍筋形式和箍筋间距为变化参数,对10组高强箍筋约束高强混凝土柱进行了轴心受压试验,研究了高强箍筋在约束高强混凝土柱强度和延性上的影响规律。研究结果表明,以高强箍筋约束混凝土来提高构件承载力和变形性能是十分有效的。     

高强箍筋约束高强混凝土压弯构件骨架曲线的影响因素

为了研究高强箍筋约束高强混凝土柱的压弯构件性能,以高强箍筋约束高强混凝土压弯构件试验为基础,研究了普通强度与高强箍筋在构件破坏过程中,箍筋强度和箍筋间距对压弯构件骨架曲线的影响。研究结果不仅对高强箍筋约束高强混凝土构件的应用推广提供必要的试验参考,而且可以对钢筋混凝土结构的抗震设计较好的参考价值。     

内圆外方双层箍筋约束下的混凝土轴心受压力学试验研究北大核心

对12组不同形式的箍筋混凝土柱进行轴向受压力学试验,按照箍筋类型不同分为四组对比做其破坏条件和破坏状态,研究了不同配箍率对混凝土承载力的影响,以及箍筋形状对承载力的影响,得到应变-应力曲线。试验表明双层箍筋柱约束的混凝土强度明显优于单层箍筋,发现配箍率特征值的提升可以提高其延性,但效果不甚明显,内部圆形的箍筋形式更易提高承载力。同时通过有限元软件对箍筋约束下的混凝土力学性质进行分析,通过对约束混凝土轴心受压状态下的破坏极限及变形形式进行模拟,模拟结果试验结果相一致。     

高强箍筋约束高强混凝土短柱骨架曲线的影响因素

以高强箍筋约束高强混凝土短柱试验为基础,研究了普通强度与高强箍筋在构件破坏过程中,箍筋强度和箍筋间距对短柱构件骨架曲线的影响。研究结果可为高强箍筋约束高强混凝土构件的应用提供理论基础,并对钢筋混凝土结构的抗震设计提供参考价值。     

锈蚀箍筋约束混凝土本构模型研究

为研究锈蚀箍筋约束混凝土的本构模型,对箍筋锈蚀率、箍筋直径、箍筋间距、混凝土保护层等不同的混凝土棱柱体轴压试验数据进行了分析,得到各试件的混凝土应力-应变曲线;根据应力-应变曲线的形状和走势,并通过与现有约束混凝土本构模型的对比分析,提出了锈蚀箍筋约束混凝土本构模型的表达式;运用MATLAB软件对锈蚀箍筋约束混凝土的应力、应变数据进行非线性拟合,得到锈蚀箍筋约束混凝土本构模型的形状控制参数;最后对锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变曲线形状控制参数、峰值点参数进行了回归分析,建立了锈蚀箍筋约束混凝土本构模型及其峰值点参数的计算模型。     

纤维布加固锈蚀混凝土柱抗剪承载力的试验研究

采用复材对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维布对不同箍筋锈蚀程度混凝土方柱进行外包加固。通过水平低周往复加载的方式,研究了PET纤维布外包损伤钢筋混凝土柱的约束机理,并通过试验结果分析了箍筋锈蚀对柱进行PET纤维布抗剪加固的影响。试验结果表明:随着箍筋锈蚀率的增大,柱的抗剪承载力下降;损伤钢筋混凝土柱在经过PET纤维布加固后,试验柱的极限承载力得到了明显提高,但PET纤维布的利用率随着箍筋锈蚀率的增大而降低。根据试验结果分析,提出考虑箍筋锈蚀率的PET纤维布抗剪折减系数k_(pf)和PET纤维布加固锈蚀钢筋混凝土柱受剪承载力计算模型,计算值与试验值吻合较好。     

锈蚀对钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响

为了研究箍筋、钢筋锈蚀等对轻骨料混凝土与钢筋之间黏结性能的影响,制作了18个钢筋轻骨料混凝土试件,分有箍筋、无箍筋两类试件,每类试件又分无锈蚀(锈蚀率为0%)、轻度锈蚀(锈蚀率为1%)、中度锈蚀(锈蚀率为3%)、重度锈蚀(锈蚀率为5%)四种工况,采用电化学法加速钢筋的锈蚀,通过拉拔试验,得到各个试件的荷载-滑移曲线,通过黏结力-滑移曲线、每种工况试件的特征值,分析了箍筋、钢筋锈蚀程度对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响。结果发现:箍筋对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土的黏结性能影响很大,箍筋的存在可以提高试件的黏结强度,延缓试件在极限荷载时劈裂破坏,甚至变成延性破坏。随着锈蚀程度的增加,轻骨料混凝土与钢筋的黏结性能有先增加后减小的趋势。     

考虑箍筋约束效应的RC柱性能评价方法研究

箍筋可以显著提高被约束混凝土的强度和延性,然而目前已有的基于构件变形或基于材料性能的构件性能评价方法均未对箍筋约束效应的影响进行针对性的研究。本文采用基于材料非线性本构的纤维模型,提出了可准确反映箍筋约束效应的基于强度退化系数的混凝土性能评价方法,结合钢筋基于应变的性能评价方法,给出了可考虑箍筋约束效应的钢筋混凝土(RC)柱性能评价方法。通过对不同配箍率、轴压比的RC柱推覆分析,研究了配箍率对RC柱承载力和延性的影响,对比了基于材料性能与基于截面弯矩-曲率关系的RC柱性能评价结果的差异,验证了本文RC柱性能评价方法的合理性,研究成果可为不同配箍率的RC柱抗震性能评价提供参考。     

混凝土保护层损伤规律与箍筋锈蚀分析

制作了30个钢筋混凝土棱柱体,进行了干湿交替循环与自然暴露相结合的腐蚀试验。研究了箍筋锈蚀引起的混凝土保护层损伤劣化,并进一步讨论了保护层厚度、箍筋直径和箍筋间距对箍筋锈蚀的影响。结果表明:保护层厚度、箍筋直径和箍筋间距越小,箍筋锈蚀程度越大,混凝土保护层损伤越严重,即锈胀裂缝宽度越大,且箍筋直径对箍筋锈蚀的影响最为显著。