基于三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ函数的盐渍土地区钢筋混凝土短柱现场暴露试验研究

为研究盐渍土地区钢筋混凝土构件耐久性退化规律,采用钢筋混凝土短柱在盐渍土地区进行现场暴露试验,对试件进行周期性的电化学试验和超声波试验,分析试件钢筋锈蚀以及裂缝发展情况。以腐蚀电流密度和相对弹性模量为评价指标,基于三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ函数理论,对普通钢筋混凝土在盐渍土环境下的耐久性退化规律进行分析。结果表明:ω1呈先增加后减小的趋势,腐蚀电流密度则呈不断增加的趋势,钢筋在250ｄ时达到低锈蚀状态,在660ｄ时达到中等锈蚀状态。在1050ｄ时钢筋混凝土试件达到破坏状态。     

锈蚀钢筋混凝土方桩水平承载性能退化规律

为研究锈蚀钢筋混凝土方桩的水平承载性能的退化规律,根据Fick第二定律,建立氯离子在钢筋混凝土方桩中的扩散模型,并根据初始和边界条件,求得扩散方程的解析解。依据厚壁圆筒模型,推导了钢筋混凝土方桩保护层锈胀开裂时的钢筋临界锈蚀深度。基于Faraday定律,对钢筋混凝土方桩钢筋的锈蚀深度和保护层锈胀开裂时间进行预测。在此基础上,通过引入钢筋混凝土方桩桩身抗弯刚度退化系数,进而对海洋环境下锈蚀钢筋混凝土方桩的水平承载性能进行分析。结果表明:海洋环境下由于氯离子的扩散引起的钢筋锈蚀对于钢筋混凝土方桩的水平承载性能有显著影响;随着暴露时间的增加和暴露条件的恶劣,桩身抗弯刚度明显退化,桩身负剪力、桩身水平位移和桩身弯矩的最大值逐渐增大;荷载条件相同情况下,与桩身剪力以及弯矩相比较,暴露时间对于桩身的水平位移所起到的作用更为明显。研究成果可为海洋环境下钢筋混凝土桩基础的设计提供参考。     

负载锈蚀钢筋混凝土梁变形 性能试验研究

通过对不同负荷条件下锈蚀梁的承载力试验,探讨了持荷大小与试件内钢筋锈蚀程度间的关系,分析了钢筋锈蚀率大小对混凝土梁变形性能的影响规律。研究结果表明：负载作用对钢筋锈蚀有促进作用;混凝土强度的后期增长能有效地弥补锈蚀对梁变形造成的不利影响;混凝土强度相近时,随钢筋锈蚀程度增加,锈蚀梁跨中挠度增大,挠度计算时应考虑粘结性能退化引起的抗弯刚度降低的影响。     

钢纤维钢筋混凝土单向板受弯试验研究

通过尺寸为500 mm×100 mm×2 000 mm的3块掺钢纤维和1块普通钢筋混凝土板的受弯试验,得到板在各级荷载下挠曲线、荷载—跨中挠度曲线、裂缝开展情况及破坏形态。结果表明:掺入钢纤维可以提高钢筋混凝土单向板开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及刚度和弯曲韧性,有效阻滞板裂缝的开展;钢纤维钢筋混凝土单向板的刚度呈三阶段变化,破坏形式为受拉钢筋屈服,与普通钢筋混凝土单向板一致。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析,探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能的退化规律及其影响机理。采用干湿循环法对钢筋混凝土试件进行了长达两年的锈蚀试验,对214根锈蚀钢筋进行机械拉伸试验。结果表明:当锈蚀程度较轻时,钢筋名义强度随锈蚀率增加呈线性下降;当锈蚀率较大时,钢筋名义、等效强度及延性均随其增加而下降;钢筋力与变形关系曲线中的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失;钢筋断裂形态与局部锈蚀特征相关,可分为三种类型;同等条件下细直径钢筋的力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明:钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并不降低;名义强度的降低,主要是由于锈损引起钢筋横截面积减小导致抗力减小而造成的;锈蚀引起的截面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致钢筋伸长率减小的主要原因;附加弯矩作用是导致钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

不同保护层厚度下微锈蚀钢筋混凝土粘结性能梁式试验研究

采用稳压恒流电源对钢筋进行加速锈蚀,通过法拉第定律控制锈蚀量,对微锈蚀钢筋混凝土梁式试件进行粘结性能试验研究,并依据试验结果开展理论分析。试验测量了试件角部的钢筋和底边中部的钢筋在不同保护层厚度下的钢筋各点的应变,由测得应变,通过微段平衡求解出各测点的粘结应力。根据各测点的粘结应力拟合出粘结应力沿整个锚固长度的变化曲线。并结合试件自由端的荷载－滑移曲线分析保护层厚度、钢筋位置、锈蚀程度对试件粘结性能的影响。试验结果表明,钢筋的轻微锈蚀提高了试件的极限粘结强度,但使粘结应力沿锚固长度的分布更不均匀,降低了锚固长度的利用率;另外,位于梁底中部钢筋的粘结强度要高于位于梁底角部钢筋,同时,保护层厚度的增加有利于粘结强度的提高。     

钢管混凝土组合桥墩和钢筋混凝土桥墩抗震性能对比研究

钢管混凝土组合桥墩（以下简称组合桥墩）是一种在传统钢筋混凝土桥墩内设置核心钢管的新型墩柱。基于２个组合桥墩和２个钢筋混凝土桥墩试件的拟静力试验，讨论了两类桥墩的抗震性能差异，分析了内置核心钢管对墩柱水平承载力、变形能力、滞回耗能和残余位移的影响。研究结果表明:剪跨比λ＝３．０和λ＝２．０的桥墩试件分别发生弯曲破坏和弯剪破坏；在荷载－位移滞回曲线方面组合桥墩试件表现出较为饱满的曲线特性；在强度衰减和刚度退化方面，组合桥墩试件退化速度较慢，即使位移达到限值时，仍能保持其稳定性；内置核心钢管对墩身初始水平刚度影响甚微，但能提高试件的水平承载力、变形和耗能能力，并能有效减小卸载后的墩顶残余位移。研究成果可为组合桥墩的工程应用提供试验基础。     

局部锈蚀钢材的低周疲劳试验研究

处于腐蚀性工作环境中的钢结构工程常出现局部钢材锈蚀,对其疲劳性能的影响显著。为研究局部锈蚀钢材低周疲劳寿命的退化规律,以Q235钢板为基础材料,考虑局部锈蚀坑深度和锈蚀坑纵向长度2个因素,制作4个光滑试件,并采用电化学加速锈蚀法制作24块试件,同时对这2种试件进行轴向拉伸低周疲劳试验。试验结果表明：锈蚀坑纵向长度和锈蚀坑深度均能使钢材低周疲劳寿命下降,锈蚀坑深度是主要因素;对锈蚀试件疲劳寿命影响较大的锈蚀坑深度为0.60～1.10 mm区间,超出此区间,试件疲劳寿命将在低水平保持稳定。     

锈蚀对钢筋混凝土冲击回波特性的影响试验研究

通过室内试验,采用弹性波检测的方法研究锈蚀对钢筋混凝土冲击回波的影响规律,以此来确定冲击弹性波波速、加速度频谱与锈蚀程度的关系,建立了锈蚀时间与加速度频谱面积的关系曲线。试验结论表明,在尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的钢筋混凝土试件中,弹性波波速随着锈蚀时间的增长而减小,当锈蚀时间在96 h时,波速平均下降31%;加速度频谱面积随着锈蚀时间的增长而减小,当锈蚀时间在96 h时,频谱面积平均下降57%;在尺寸为100 mm×200 mm×1850 mm的钢筋混凝土试件中,弹性波波速随着锈蚀时间的增长而减小,在锈蚀时间在72 h时,波速平均下降8%以上;加速度频谱面积平均下降74%。通过理论分析解释了上述试验现象,并提出了一种采用冲击回波特性来测量钢筋锈蚀的新方法,为土木水利工程混凝土无损检测提供参考。     

水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁抗冲击性能研究

采用三维有限元分析软件LS-DYNA建立水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁数值模型,针对水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁抗冲击性能进行研究,分析考虑不同锈蚀率和冲击能量等参数对锈蚀钢筋混凝土梁的抗冲撞性能的影响,探讨了锈蚀钢纤维混凝土梁力学性能退化规律。     

多因素作用下承重墙刚度退化伪静力试验研究

为研究砂浆强度、开洞率和高宽比3个因素对砌体承重墙刚度退化的影响,以3层砌体房屋的底层承重墙为原型,设计4片1∶2的缩尺试件进行伪静力试验。试验结果表明:在加载初期,各因素影响类似,刚度退化均较快;试件开裂后,刚度退化均放缓,各试件在开裂、极限和破坏等特征点的刚度退化系数在76%、20%和16%左右。砂浆强度愈低,砂浆粘结性能较差,试件初始刚度愈小,开裂后刚度退化稍缓,试件塑性变形小。开洞率愈大,初始刚度愈小,开裂后刚度退化加剧,试件塑性变形最小。高宽比愈大,初始刚度愈小,开裂后刚度退化幅度最小。研究成果可为深入探讨各因素对砌体墙刚度退化的研究提供参考。     

门式刚架端板斜放连接滞回性能有限元分析

为研究门式刚架端板斜放连接节点的连接性能,对6个不同构造端板连接模型,在恒定竖向荷载和循环水平荷载作用下的抗侧移刚度和承载能力等性能进行了非线性有限元分析,研究其端板厚度、螺栓布置以及螺栓直径等参数对节点连接的承载能力和刚度的影响。结果表明,在循环荷载作用下,滞回曲线呈平行四边形,构件梁端的极限承载弯矩是设计弯矩值的1.68~1.74倍,构件梁端先于柱端进入塑性。门式刚架结构的刚度退化较慢,结构具有足够的安全系数。     

两跨三层型钢超高强混凝土框架抗震性能试验研究

为研究型钢超高强混凝土框架的抗震性能,在恒定轴向压力和往复水平荷载作用下对一榀两 跨三层的型钢超高强混凝土框架进行试验研究,观测其破坏形态,得到框架试件的荷载—位移滞回曲 线,分析了型钢超高强混凝土框架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、强度及刚度退化等力学性能。 结果表明:本框架试件基本实现了梁铰破坏机制,在试验轴压比高达０．３８的条件下,试件的滞回曲线圆 润饱满,位移延性系数为４．３２～６．０６,极限破坏时的等效黏滞阻尼系数达到０．２９５,框架试件的强度和刚 度退化较为平缓,说明其具有良好的变形性能和耗能能力,即型钢超高强混凝土框架的抗震性能优良。     

考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点滞回模型研究

为考虑反复荷载作用下累计损伤对型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架节点力学性能的影响,进行了分析研究。该文将损伤指标引入到考虑软化段的三线型滞回模型中,建立了考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点荷载-位移滞回模型,并分析了轴压比和混凝土强度对节点强度退化的影响。结果表明,理论计算与试验结果吻合较好;加载后期轴压比大的节点强度退化较快;混凝土强度高的节点加载前期强度退化较小;其受力后期抵抗位移以及荷载循环次数的能力大大下降。考虑损伤累积效应的滞回模型较为准确地模拟了SRHSHPC框架节点在反复荷载作用下的滞回性能,反映了框架节点产生损伤后其强度和刚度的退化规律,可为SRHSHPC结构的非线性地震反应分析提供理论依据。     

持载与湿热环境下ＣＦＲＰ加固高强混凝土梁结构性能研究

夏季湿热的大气环境对我国大部分地区的ＣＦＲＰ（碳纤维增强聚合物）加固钢筋混凝土结构性能 有不利影响。为探讨湿热环境与荷载耦合作用对ＣＦＲＰ加固高强钢筋混凝土梁结构性能的影响,共制作 16根ＣＦＲＰ加固钢筋混凝土梁试件,在不同温湿度环境下,对荷载与湿热环境耦合作用下ＣＦＲＰ加固钢 筋混凝土梁进行试验研究与理论分析。试验结果表明:随湿热环境作用时间增加,ＣＦＲＰ加固混凝土梁 剥离破坏界面由混凝土层逐渐转移到树脂胶层;荷载与湿热环境的耦合作用对ＣＦＲＰ加固钢筋混凝土梁 极限承载力影响较明显;湿热环境对加固钢筋混凝土梁的结构性能有不利影响。     

圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度试验研究

对大偏心受压、受弯、大偏心受拉、小偏心受拉和轴心受拉圆形截面钢筋混凝土试件进行了试验，测定了不同荷载下的钢筋应变、裂缝宽度、裂缝宽度-荷载曲线和钢筋应力-荷载曲线，研究了各种试件的裂缝发展规律．结果表明，各种试件的裂缝发展规律基本一致，即荷载很小时不出现裂缝；从混凝土出现第一条裂缝到钢筋屈服，裂缝宽度随荷载基本呈线性增长；钢筋屈服后，裂缝随荷载增大而迅速增长．最后对裂缝宽度进行了统计分析，给出裂缝宽度的概率分布．     

SRC-RC转换柱恢复力特性的试验研究

为了研究SRC-RC转换柱的抗震性能,进行了5根转换柱模型的拟静力试验,得到了SRC-RC转换柱模型在低周反复荷载作用下的滞回曲线和P-Δ骨架曲线。通过试验结果的分析,给出了各关键点的试验数据及刚度退化规律,建议SRC-RC转换柱恢复力模型采用双线性模型和退化三线型模型,并建立了恢复力模型,给出了恢复力模型各阶段刚度参数的计算公式,为SRC-RC转换柱的非线性地震反应分析提供了理论参考。     

碳纤维布约束下锈蚀钢筋混凝土柱受压性能试验研究

通过对10组圆柱体钢筋混凝土试件进行了轴心受压试验研究,研究了钢筋锈蚀后不同质量损失率和碳纤维布约束对混凝土柱抗压性能的影响。试验结果表明：对于未采用碳纤维布约束的试件,随着钢筋质量损失率的增加,钢筋混凝土柱抗压强度明显减小,试件破坏状态为混凝土劈裂;碳纤维布加固后的试件,相对于未加固试件碳纤维布约束显著提高钢筋混凝土柱的抗压强度和延性,试件破坏状态为碳纤维布断裂;随着钢筋质量损失率的增加,碳纤维布的加固效果越显著。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

钢筋混凝土板的试验与非线性计算分析

本文介绍钢筋混凝土板条梁和钢筋混凝土板的静力性能试验。根据板混凝土和钢筋的实测应变,推算跨中截面沿板跨中心线方向的弯矩分布场。用板条梁各阶段的实测弯曲刚度,视板的裂缝方向作适当的折减,并考虑泊松比影响,对两对边简支、两对边自由的钢筋混凝土板,其中点承受局部均布荷载时进行有限元全过程分析。计算结果与试验结果符合较好。