锈蚀钢筋混凝土梁抗剪能力退化机理和预计模型

针对钢筋混凝土构件中箍筋和纵筋的锈蚀现象,通过试验研究了钢筋混凝土梁抗剪性能退化规律,分析了其抗剪性能退化机理,建立了基于纵筋和箍筋锈蚀率变化的抗剪承载能力预计模型.研究结果表明：当纵筋配筋率和配箍率适中且钢筋锈蚀不是非常严重时,梁一般会发生剪压破坏.     

锈蚀RC框架柱性能劣化的模拟与评估

为研究钢筋的不均匀锈蚀对RC框架柱性能的影响.推导了钢筋锈蚀过程中混凝土裂缝扩展规律以及锈蚀产物沿钢筋环向的分布规律,建立了基于表观裂缝宽度的纵筋锈蚀程度评估模型.通过引入锈蚀影响系数提出了考虑不均匀锈蚀分布的锈蚀纵筋等效强度模型.基于已有试验结果分析了纵筋锈蚀和箍筋锈蚀的关系,建立了箍筋和纵筋锈蚀程度的关联模型.基于...     

锈蚀钢筋混凝土梁的抗扭承载力

目的研究钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗扭承载力的影响,为锈蚀构件寿命分析提供计算依据．方法对20根快速锈蚀梁进行抗扭承载力测试,并基于变角空间桁架计算模型,建立了锈蚀钢筋混凝土梁受扭承载力实用计算公式．结果纵筋锈蚀、箍筋锈蚀和纵箍筋同时锈蚀的3种梁承载力对比表明,钢筋锈蚀对梁的极限抗扭承载力均有影响．纵箍筋同时锈蚀对极限抗扭承载力的影响程度要比单独的纵筋锈蚀或箍筋锈蚀大,而箍筋锈蚀的影响大于纵筋锈蚀．结论在考虑钢筋锈蚀后截面、抗拉性能及黏结性能的变化后,变角空间桁架模型计算结果与试验结果在钢筋锈蚀率〈8％时,具有可靠的计算精度．而当钢筋锈蚀率超过8％时,计算值与试验值稍有偏差．     

锈蚀钢筋混凝土黏结滑移本构模型及数值模拟应用

为研究纵筋与箍筋共同锈蚀对钢筋混凝土黏结性能的影响,采用电渗—恒电流—干湿循环的加速锈蚀方法对25个钢筋混凝土（RC）试件进行锈蚀,进而对其进行拉拔试验,研究了纵筋锈蚀、箍筋锈蚀、保护层厚度和箍筋间距等参数对黏结性能的影响规律。分析了锈蚀对混凝土与钢筋界面间黏结力的影响,将黏结性能退化归因于材料性能退化和约束效应退化,基于试验数据,建立并验证了一个考虑设计参数、纵筋及箍筋共同锈蚀的修正黏结滑移本构模型。结合所提本构模型及微元算法建立了锈蚀纵筋应力-滑移模型,基于OpenSees平台,将所建模型应用于零长度截面单元中,通过串联纤维梁柱单元与零长度截面单元建立了考虑黏结滑移变形的锈蚀RC构件数值模型,根据锈蚀RC柱拟静力试验数据对该模型的准确性进行验证,并采用仅考虑锈蚀损伤的纤维模型进行辅助验证。结果表明:混凝土与钢筋界面间黏结力随锈蚀程度的增加呈先上升后下降的趋势,增加保护层厚度可略微增加黏结强度,而箍筋加密对黏结强度提升明显;与纤维模型相比,所建锈蚀RC纤维模型承载力、累计耗能和极限位移误差分别降低12.8%、23.5%和14.2%,表明所建模型可合理计算钢筋滑移的贡献且准确预测锈蚀RC柱地震整体响应。     

高强钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究

试验对配有HRB500高强钢筋混凝土桥墩试件进行低周往复加载试验,比较不同钢筋强度、箍筋间距和轴压比对桥墩试件的破坏特征、承载能力、位移、滞回特性、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标的影响。研究表明:钢筋强度、轴压比和箍筋间距对配有HRB500高强钢筋混凝土桥墩的抗震性能影响效果显著。增大钢筋强度、减小轴压比和减小箍筋间距都能够提高高强钢筋混凝土桥墩试件的变形能力,在提高桥墩试件滞回性能的同时,减缓试件的刚度退化。增大钢筋强度、增大轴压比和减小箍筋间距可以增强桥墩试件的极限承载力。     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件性能退化试验研究

采用人工气候环境加速锈蚀方法,研究了不同偏心距的锈蚀钢筋混凝土压弯构件破坏形态、延性、承载力及其结构性能退化机理,并针对不同锈蚀程度的大、小偏压构件的荷载-挠度关系、荷载-纵向压缩变形及偏压构件的承载能力进行了相应分析.结果表明:钢筋锈蚀会引起钢筋力学性能下降、混凝土保护层锈胀开裂、黏结锚固性能退化及箍筋的锈蚀程度比纵筋严重等,从而导致压弯构件的破坏形态发生变化;受拉钢筋达到屈服后,受压区混凝土很快达到极限压应变,锈蚀构件的延性性能明显降低,脆性性能则明显增加.在试验结果分析基础上,建立了与纵向锈胀裂缝宽度相关的锈蚀压弯构件侧向挠度、开裂荷载及极限荷载的预计模型,为老化混凝土结构检测加固设计时提供应用参考.     

煤矿工业环境中RC小偏压柱力学性能时变规律研究

采用模拟煤矿地面工业环境加速损伤劣化的试验方法,研究了5个劣化周期10根RC小偏压柱的外观劣化时变特征、承载力和刚度时变规律及其力学性能退化机理.结果表明:钢筋开始锈蚀后的平均锈蚀率与劣化周期呈二次多项式关系,随着劣化程度的加深,钢筋力学性能下降、混凝土截面损伤增大,造成小偏压柱的刚度和极限承载力下降.建立了与纵筋性能退化、混凝土截面损伤、黏结力退化以及箍筋锈蚀对纵筋压曲强度的影响系数有关的劣化RC小偏压柱剩余承载力的估算模型.     

氯盐环境混凝土桥墩柱屈服位移时变模型

为了研究钢筋混凝土桥墩柱在氯盐环境中屈服位移时变模型,采用静力法建立了桥墩柱屈服位移计算模型,在此基础上通过对桥墩柱截面屈服曲率推导计算,得出了轴压比、剪跨比、纵筋配筋率以及配箍率与桥墩柱屈服位移的关系式。最后,通过分析氯盐环境对桥墩柱的影响得出了桥墩柱屈服位移的时变性模型。结果表明:在不考虑氯盐环境对其影响的情况下,当剪跨比、纵筋配筋率以及配箍率一定时,桥墩柱屈服位移随轴压比增大而增大;当轴压比、纵筋配筋率以及配箍率一定时,桥墩柱屈服位移随剪跨比的增大而增大;当轴压比、剪跨比以及配箍率一定时,桥墩柱屈服位移随纵筋配筋率的增大而增大;当轴压比、剪跨比以及纵筋配筋率一定时,桥墩柱屈服位移随配箍率的增大而增大。在考虑氯盐环境对其影响的情况下,当其他因素一定时,钢筋开始锈蚀时间随保护层厚度的增加而延长;当其他因素一定时,保护锈胀胀裂时间随腐蚀电流密度增加而缩短。     

影响钢管混凝土组合桥墩抗震性能的结构参数

为了研究钢管混凝土（CFST）组合桥墩的抗震性能,对5个桥墩试件进行低周反复加载试验,研究轴压比、配箍率、纵筋率和剪跨比对试件骨架曲线、承载能力、位移延性、刚度退化和耗能能力的影响. 建立有限元模型模拟钢管混凝土组合桥墩在水平反复荷载作用下的滞回性能,数值计算结果与试验实测值吻合较好. 采用该有限元模型扩充结构参数范围,进一步分析各参数对组合桥墩抗震性能的影响. 试验及数值模拟结果表明：组合桥墩试件的水平侧移刚度和承载力随轴压比的增加而提高,但位移延性和耗能能力变差;提高配箍率或纵筋率均可改善组合桥墩的抗震性能;剪跨比是影响试件破坏模式的重要因素,随着剪跨比的增加,试件的水平承载力和侧移刚度降低,但变形和耗能能力明显提高.     

近海环境下锈蚀箍筋约束混凝土本构模型

采用人工气候环境模拟技术模拟近海环境,对36组约束混凝土棱柱体试件进行加速腐蚀,开展轴压试验,研究箍筋锈蚀对约束混凝土峰值应力、峰值应变和应力-应变曲线形状的影响. 通过对试验结果的回归分析,得到考虑箍筋锈蚀率影响的混凝土峰值应力和应变修正系数拟合公式,以形状系数作为应力-应变曲线形状参数,基于Mander模型确定考虑箍筋锈蚀率影响的形状系数的计算公式,建立近海环境下的锈蚀箍筋约束混凝土本构模型. 与试验结果对比发现：采用该模型计算得到的各试件峰值应力、峰值应变及应力-应变曲线形状均与试验结果符合较好,表明建立的本构模型能够较准确地反映锈蚀箍筋约束混凝土力学性能,可以用于该环境下的锈蚀RC结构剩余承载力及抗震性能评估.     

钢筋混凝土桥墩拟静力正交试验及数值模拟

为系统研究多参数组合对圆形钢筋混凝土桥墩延性抗震性能的影响,建立较可靠的数值分析模型,开展了以墩高(剪跨比)、纵筋率、轴压比、配箍率为因素的四因素三水平圆形钢筋混凝土桥墩拟静力弯曲破坏正交试验,并基于OpenSees纤维模型及等效塑性铰模型对试验桥墩的骨架曲线、滞回性能进行数值分析.结果表明:试验桥墩位移延性为5.3～...     

基于模糊理论的高桥墩腐蚀损伤综合评价

针对腐蚀环境作用下钢筋混凝土高桥墩工作性能的损伤状况,建立了一个系统的、能够反映钢筋混凝土高桥墩腐蚀损伤状况的评价体系,并在层次分析法(AHP)分析各个指标因素权重的基础上,建立钢筋混凝土高桥墩腐蚀损伤状况的模糊综合评价模型。借助于腐蚀环境下一在役高桥墩的现场试验数据,基于该模糊综合评价模型,对该在役高桥墩的工作性能进行模糊综合评价,计算得到该在役高桥墩腐蚀损伤状况的总体评价质量为轻微损伤。     

后张无粘结预应力装配式桥墩抗震性能分析

目的研究节段预制无粘结后张预应力环形截面桥墩的抗震性能,为此类桥墩抗震设计提供依据．方法通过贯穿柱段的纵向钢筋（耗能钢筋ED）提供柱的滞回耗能,利用ABAQUS有限元分析软件建立实体模型,对耗能钢筋配筋率、预应力筋配筋率、预应力度等参数进行分析．结果ED配筋率为0．75％时的抗震性能比0．5％时提高较多,配筋率为1．0％的抗震性能比0．75％时提高不大．预应力筋配筋率在0．5％时具有较好的抗震性能,在此基础上提高配筋率没有显著效果．预应力度的增加使得屈服强度有所提高,但耗能能力提高不明显．结论在一定范围内提高ED配筋率和预应力筋配筋率对于提高桥墩抗震性能有较为显著的效果,超过此范围提高不明显,预应力度影响不大,以此实现节段拼装桥墩经济性和力学性能的优化．     

不同连接构造的预制拼装桥墩地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩的连接构造能否形成可靠的传力机制及其抗震性能,基于一组预制拼装桥墩拟静力试验,采用ABAQUS软件建立了试验桥墩的有限元模型并结合试验结果验证其有效性。在此基础上,分析现浇、波纹管浆锚连接和榫头+波纹管连接的预制拼装桥墩的地震动力响应。之后,进一步研究轴压比和配筋率对新型带榫头构造的预制拼装桥墩地震动力响应的影响规律。结果表明：在结构形式和地震作用均相同的条件下预制拼装桥墩和现浇桥墩的动力响应结果基本一致。有榫头构造较平面接缝的预制拼装桥墩的位移响应、残余位移、塑性损伤程度更小,榫头构造提高了预制拼装桥墩的抗震性能。通过参数分析发现,轴压比越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越大,剪力响应和地震耗能更大;纵筋配筋率越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越小,剪力响应越大,但在1%～2%之间,对地震耗能的影响不显著。     

循环往复Pushover分析轴压比对圆柱桥墩延性能力的影响

运用有限元软件ABAQUS建立了圆柱桥墩非线性有限元模型,采用循环往复加载的Pushover方法模拟圆柱桥墩包括保护层及核心区混凝土、箍筋和钢筋的破坏过程,研究轴压比对圆柱桥墩延性破坏的影响。研究表明,核心区混凝土的破坏时间随着轴压比的增大而缩短;轴压比的变化对圆柱桥墩的保护层混凝土、纵筋首次屈服时间的影响无明显规律可循;一定范围内,位移延性系数随轴压比的增大而减小,表明适当的轴压比能够提高桥墩的抗倒塌能力;圆柱墩的滞回耗能能力也随轴压比的增大而减小。     

强震下钢筋混凝土Y型桥墩的抗震性能评估

为了研究城市高架桥墩的非线性动力行为特点,在有限元模拟的基础上,对典型的钢筋混凝土Y型桥墩抗震性能进行了评估.分别从桥墩截面性能和桥墩整体构件性能两个层次进行评估,结果表明,在桥墩截面抗震性能评估中得到了桥墩截面在不同轴压比下的弯矩-曲率曲线,推导出截面抗震性能评估公式,绘制了轴压比和曲率延性系数曲线;在桥墩构件抗震性能评估中分析了桥墩位移延性能力,并选取墩高和轴压比为控制变量对比分析了Y型桥墩构件的整体耗能特点.     

高强箍筋混凝土柱的耗能性能

为了研究使用CRB550级高强钢筋替代普通钢筋作为钢筋混凝土柱构件箍筋使用的可行性,对5根不同等级箍筋的RC柱构件进行低周往复加载试验,再使用有限元软件对其进行模拟,将试验结果与模拟结果进行对比,验证有限元模拟的可靠性.通过调整纵筋及箍筋直径、箍筋间距、柱截面尺寸等参数设计模拟了8根柱构件,从构件的延性和耗能角度研究不同等级箍筋柱构件的抗震性能.结果表明,使用CRB550级钢筋替代HRB400级钢筋作为RC柱的箍筋后,RC柱的延性性能会适当提高,耗能性能变化不大,说明CRB550级钢筋可以替代HRB400级钢筋作为RC柱构件的箍筋使用.