混凝土基本构件钢筋锈蚀前后性能试验研究

本专题进行了３０多根钢筋锈蚀前后混凝土受弯及受压构件的试验，研究了锈蚀后构件的受力性能和破坏形态，提出了钢筋锈蚀前后受弯构件，轴心受压及大小偏心受压构件承载能力计算方法，可为有关规程的编制及结构可靠性鉴定提供科学的依据。     

钢筋混凝土受弯构件受压区钢筋锈蚀影响的试验研究

通过对钢筋混凝土受弯构件受压区钢筋锈蚀过程中构件性能进行的试验研究,试验结果表明,受弯构件受压区的钢筋锈蚀后,对构件性能的影响主要是使截面刚度下降,且主要集中在钢筋开始锈蚀到受压区混凝土发生纵向开裂的时间内,其下降的量值受梁上作用荷载大小的影响,试验中未发现因受压区钢筋锈蚀而破坏的现象。     

受压区钢筋锈蚀对混凝土构件承载力影响的研究

从受压钢筋锈蚀引起混凝土抗压强度下降的角度,研究了受压区钢筋锈蚀的混凝土构件的受弯承载力,提出了受压区钢筋锈蚀的混凝土构件承载力的计算模型和计算方法。理论分析计算表明,受压区钢筋锈蚀对混凝土构件性能的影响在锈蚀开裂前较为明显,锈蚀开裂后影响不大。提出的受压区钢筋锈蚀开裂前后的承载力计算模型,可为锈蚀钢筋混凝土构件承载力可靠性分析提供理论基础。     

钢筋混凝土锈蚀损伤研究综述

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一。简要说明研究钢筋混凝土锈蚀损伤的重要意义,阐述了钢筋混凝土锈蚀件损伤的研究状况。主要从混凝土中锈蚀钢筋的力学性能、钢筋锈蚀引起的混凝土损伤、锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能和锈蚀钢筋混凝土受弯构件、受压构件的受力性能、锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能等方面总结归纳了国内外的研究现状与成果,并分析了今后的研究方向。     

锈蚀钢筋抗拉强度对构件承载能力影响的分析

以一栋锈蚀钢筋混凝土结构为例,对其受弯、受压、受剪承载力进行计算分析。结果表明随着钢筋锈蚀率的增加,构件的承载能力有不同程度的下降,并比较了不同构件随钢筋锈蚀率增大的配筋变化率,为后续类似结构鉴定和加固提供了参考依据。     

锈蚀钢筋混凝土受弯构件承载力计算模型

本文从锈蚀钢筋混凝土受弯构件的破坏模式入手 ,分析其破坏机理、钢筋与混凝土的应力应变状态。考虑受压区钢筋锈胀力对钢筋周围混凝土抗压强度的降低 ,建立锈蚀钢筋混凝土构件承载力计算模型。     

锈蚀钢筋混凝土受弯构件抗弯承载力评估

通过对比锈蚀钢筋混凝土受弯构件与正常受弯构件在抗弯承载力方面的不同,提出了一种计算锈蚀受弯构件抗弯承载力的方法。该方法全面考虑了锈蚀钢筋混凝土受弯构件中混凝土强度的变化、钢筋截面面积的减少以及钢筋与混凝土之间黏结性能的退化等影响承载力的关键因素。通过引入钢筋应变滞后系数考虑黏结性能退化的影响,分析了77组锈蚀受弯构件抗弯的试验数据,建立了钢筋应变滞后系数与钢筋锈蚀率的关系。利用此关系,可以较为准确地计算锈蚀率不大于8%的锈蚀钢筋混凝土受弯构件的抗弯承载力。     

锈蚀钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算模型

在对锈蚀钢筋混凝土受弯构件试验研究和非线性有限元分析的基础上,得到了锈蚀钢筋混凝土受弯构件钢筋和混凝土的应力和应变特性。针对锈蚀钢筋与混凝土之间滑移增大、混凝土平均应变和钢筋应变不满足平截面假定的特征,建立了混凝土应变和钢筋应变之间的几何关系。运用极限平衡理论,建立了与锈蚀钢筋受弯构件正截面受力性能相一致的计算模型。     

室外环境中钢筋混凝土受弯构件抗力退化分析

混凝土碳化、钢筋锈蚀、保护层胀裂引起混凝土结构性能退化，本文在试验研究和非线性有限元分析的基础上，建立了锈蚀钢筋混凝土受弯构件正截面和斜截面承载性能分析方法和计算模型，通过实例分析了锈蚀钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯、斜截面抗剪性能变化特征和规律。     

在役钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法

在分析钢筋锈蚀造成钢筋混凝土构件力学性能退化的基础上,根据钢筋混凝土构件碳化锈蚀规律及混凝土保护层锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀深度的关系,提出了保护层锈胀开裂前和锈胀开裂后钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法,可为在役钢筋混凝土结构耐久性评估及修复决策提供理论依据。     

锈蚀钢筋混凝土墙体压弯承载力试验研究

考虑钢筋种类、混凝土强度、钢筋锈蚀率因素,对10个锈蚀钢筋混凝土墙体试件进行了压弯承载力试验研究。结果表明:钢筋锈蚀对墙体的承载力和挠度均有不同程度的影响;锈蚀钢筋混凝土墙体的承载力计算仍可近似采用平截面假定,但需引入协同工作系数考虑锈蚀钢筋与混凝土黏结滑移的影响;给出了锈蚀钢筋混凝土墙体的压弯承载力计算公式,并通过与试验结果比较,验证了计算公式的适用性。     

Prediction for lateral deformation capacity of corroded reinforced concrete columns

The deformation capacities of columns, which are the main lateral force‐resisting elements of reinforced concrete (RC) structures, have been the subject of great interest with the development of performance/displacement‐based seismic design. However, deterioration due to chloride‐induced corrosion causes a significant reduction in the seismic performance of RC columns. Although numerous investigations have focused on the deformation capacity of columns with corroded rebars and various strengthening measures have been proposed, little attention was paid to evaluating the contribution of each deformation component to the tip displacement under corrosion (i.e., bending, shear, and longitudinal bar slip at the column footing), which plays an important role in investigating and explaining the failure mechanisms of columns. This paper presents a computational prediction model to estimate the deformation capacity of RC columns with corroded rebars, and the contributions of bending and bar slip at the column footing are mainly considered in this model due to the negligible contribution of the shear deformation component for columns subjected to flexural failure mode. The calculation results obtained by the prediction model are compared with the quasistatic test results of both noncorroded and corroded RC columns. It turns out that the prediction model simulates the deformation capacity of RC columns with corroded rebars reasonably well considering its simplicity and computational efficiency, and it can be used for time‐variant capacity estimates for the lifetime seismic design and fragility assessment of RC columns exposed to corrosion.     

FRP筋混凝土梁正截面受力分析

介绍了前人对FRP筋混凝土受弯梁所做的正截面受力分析,并介绍了ACI440.1R-03建议的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较,结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力退化模型研究

近年来,国内外新建盾构隧道与管道工程中采用钢纤维-钢筋混凝土管片愈来愈多,在侵蚀环境下管片钢筋锈蚀的问题突出,提出适用于锈蚀后钢纤维-钢筋混凝土管片的残余承载力计算的方法十分重要。鉴于此,文章根据服役期盾构隧道管片所处环境及受力特征,结合钢筋混凝土结构正截面承载力计算理论,提出受拉侧锈蚀钢纤维 钢筋混凝土管片承载力退化模型,并给出相应的求解流程。同时,分析不同锈蚀率与不同钢纤维掺量下受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力曲线,并将该模型理论解与压弯荷载作用下钢纤维-钢筋混凝土管片的同步加速锈蚀室内试验结果进行比较,验证了该模型的适用性和可靠性。主要结论有：①随着钢纤维的掺量增加,混凝土的立方体抗压强度会先增大后减小;②偏心受压管片构件极限弯矩最大值随主筋锈蚀率的增大而不断减小,随钢纤维掺量的增大而不断增大,但增大幅度逐渐减小;极限轴力最大值受主筋锈蚀率的影响不大,但随钢纤维掺量先增大后减小。③主筋锈蚀率与钢纤维掺量对大偏心受压构件的影响均大于小偏心受压构件;界限偏心距随主筋锈蚀率的增大而减小,随钢纤维掺量的增大而增大。     

Compression strength of corroded steel angle members

Steel structures corrode when exposed to the environment, and their capacity is reduced accordingly. In practice, when a member is found corroded during inspection, it is necessary to estimate the residual capacity of corroded members in order to decide whether to change the member, repair it or just remove corrosion and re-protect the member.The objective of this article is to provide data to engineers on the structural behavior of corroded steel angle members under compressive load. Sixteen angle members were corroded with an accelerated procedure and then tested in compression. Eight uncorroded members were also tested in compression. The influence of corrosion on compressive capacity was measured and compared to analytical methods accounting for weight loss. Recommendations are drawn from this research to provide guidance to engineers on how to evaluate compressive capacity of corroded members. Needs for future work are also highlighted.     

FRP筋混凝土受弯梁正截面受力分析

纤维增强塑料(FRP)筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,对FRP筋代替混凝土结构中易受腐蚀的钢筋进行研究,这对改善钢筋混凝土结构的某些性能和拓宽工程应用范围,具有明确的工程意义。本文对FRP筋混凝土受弯梁进行了正截面受力分析,并推导了相关的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

人工气候环境下腐蚀混凝土梁的承载力研究

在设定的人工气候氯盐腐蚀的环境下,对两种不同水灰比的钢筋混凝土梁进行腐蚀时间不同的试验研究,分析氯盐腐蚀后钢筋混凝土梁的承载能力及钢筋锈蚀率。结果表明：同一水灰比的混凝土梁在不同腐蚀时间下的承载力与氯离子在混凝土中的侵蚀深度及其对钢筋腐蚀的程度密切相关;水灰比较大的混凝土梁中钢筋腐蚀率大。     

海水浪溅下混凝土中锈蚀钢筋性能试验研究及仿真分析

75根海水浪溅环境下混凝土中I级和II级锈蚀钢筋的拉伸试验表明 :要考虑由于锈坑引起的应力集中对强度的影响。讨论了屈服强度、极限强度、极限伸长率和破坏形式与重量锈蚀率的关系 ,分析了钢筋的应力应变关系和极限强度与屈服强度比值随锈蚀率提高的变化规律。海水浪溅环境比大气环境下的锈蚀钢筋承载能力低 15 %左右 ,截面损失率与重量损失率的差异要小。锈蚀钢筋有限元仿真分析表明 :锈坑引起的应力集中使屈服荷载比仅考虑面积减小的计算荷载低 5 0 %左右 ;初始直径越大 ,锈坑对强度的影响越小 ;锈坑形状和宽度对强度的影响不明显。数据存在一定离散性 ,对可能原因进行了分析。