钢筋混凝土柱中钢筋锈蚀识别

本文对钢筋混凝土柱中钢筋锈蚀识别问题进行了研究，首先采用能量法推导出钢筋混凝土柱的动力学数学模，从而得到混凝土柱的纵向振动频率向量，然后在最小二乘法的基础上，运用交错迭代法识别出筋锈蚀的程度，位置及区域等参考。     

锈蚀钢筋混凝土梁动态抗弯性能细观数值研究EI北大核心CSCD

为研究锈蚀对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁动态力学性能的影响,考虑钢筋锈蚀和应变率效应及混凝土内部结构的非均质性,建立锈蚀钢筋混凝土梁两阶段三维细观尺度数值模型。钢筋的非均匀锈蚀膨胀以施加非均匀径向位移的方式模拟,并以保护层开裂“最终状态”作为之后混凝土梁动载模拟的“初始输入条件”,获得锈蚀后的动态力学行为。在验证了数值模型合理性的基础上,分析了钢筋锈蚀引起的保护层锈胀开裂行为及不同应变率下构件力学性能的变化。结果表明:钢筋锈蚀使混凝土梁产生了明显的纵向裂缝,梁的承载力随钢筋锈蚀率增加而降低;高应变率下,混凝土梁发生冲切破坏,梁的承载力显著提高;锈蚀混凝土梁承载力损失与锈蚀后梁频率降低系数(反映刚度损失)近似呈线性规律,且低应变率下的承载力对频率变化更加敏感。最后,基于模拟结果回归分析,发展建立了考虑锈蚀及应变率耦合影响的混凝土梁动态抗弯承载力预测公式。     

通过频率改变率进行损伤定位的方法研究

本文基于频率法进行损伤识别的基础，从理论上推导了损伤导致某阶频率降低与损伤位置的关系和该阶曲率模态／应变模态的振型变化相近。并通过数值仿真的结果验证了理论分析的结果。在此基础上给出了损伤状态下通过不同阶模态频率改变率比值来进行损伤定位的新方法，并将其应用于实际钢梁的分析中，得到了较好的结果。最后文中阐述了通过频率法进行损伤识别的优点和局限性。     

锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型研究

为建立锈蚀钢筋混凝土构件恢复力模型,本文通过对6个锈蚀钢筋混凝土受弯构件低周反复荷载试验,得到不同锈蚀程度的各试件的滞回曲线及骨架曲线,分析了钢筋锈蚀对试件抗震性能的影响。根据试验成果,结合钢筋锈蚀引起结构破坏形态的改变,综合考虑钢筋锈蚀后引起结构截面几何损伤、钢筋和混凝土力学性能降低、粘结滑移性能劣化以及结构刚度退化等各种耐久性损伤因素,并考虑箍筋锈蚀引起结构延性的影响,提出了锈蚀钢筋混凝土构件基于地震损伤的恢复力模型的确定方法。通过与试验进行对比分析表明模型描绘的骨架曲线和滞回曲线与试验结果总体吻合较好,所描述的现象与试验一致,该恢复力模型可在损伤钢筋混凝土结构地震反应分析中采用。     

锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估

钢筋锈蚀是混凝土结构破坏最主要的原因之一,目前钢筋混凝土结构可靠度研究大多数没有考虑锈蚀的影响。提出了锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估方法。首先分析大气环境下和氯离子环境下钢筋锈蚀的模型,然后考虑钢筋面积和粘结强度的降低,建立锈蚀钢筋混凝土结构抗力的随机模型,最后采用一次二阶矩实用分析法计算可靠度指标,以评估大气环境下和氯离子环境下混凝土结构可靠度。两个算例表明,该方法可用于锈蚀钢筋混凝土结构可靠度评估。     

浅谈钢筋混凝土中钢筋锈蚀修补技术

研究钢筋混凝土结构的修补原理、技术与材料对保证钢筋混凝土结构工程的长期、耐久性及使用寿命有着重要的指导意义及实用价值。本文介绍了钢筋混凝土中钢筋锈蚀的有关修补技术。     

兰州地铁地下水环境中钢筋混凝土通电锈蚀机理研究

针对兰州地铁一号线地下水环境含有大量侵蚀离子导致混凝土中钢筋过早锈蚀的问题,本工作通过模拟地下水环境对三种不同水胶比的钢筋混凝土试件进行通电加速锈蚀试验,利用电学无损检测法表征钢筋腐蚀程度,辅以微观检测手段验证试验结果,综合分析混凝土内钢筋腐蚀规律。最终推导并定义锈蚀系数k作为表征钢筋锈蚀程度的评价参数,并验证其合理性。结果表明：随着通电腐蚀的加剧,钢筋电阻值呈先下降后上升的趋势,其中水胶比越小的试件下降程度越明显;钢筋电流值持续下降,其下降速率呈“慢-快-慢”的规律;微观结果与实测数据具有相同规律,锈蚀系数k的定义从锈蚀产物层面印证混凝土保护性的优劣会导致锈蚀产物存在一定差异。     

锈蚀钢筋混凝土构件与建筑结构设计的影响

首先从钢筋锈蚀对结构的影响角度论述了钢筋锈蚀的主要原因,然后分析和探讨了腐蚀对钢筋混凝土结构构件受力性能及粘结性能方面的影响。     

锈蚀对钢筋混凝土结构耐久性的影响研究

钢筋混凝土结构在工程建设中得到广泛的应用,然而结构中的钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素。文章阐述了混凝土结构的耐久性理论,锈蚀影响混凝土耐久性的因素以及预防锈蚀的措施等。     

基于gamma过程的锈蚀钢筋混凝土柱维护策略优化

随着在役钢筋混凝土结构的不断退化,业主们迫切关心如何利用有限资金在恰当时候对量大面广的结构进行管理与维护。基于gamma随机过程,该文提出了一种适用于锈蚀钢筋混凝土柱的维护策略优化方法。通过分析锈蚀引起的混凝土柱退化情况,该文建立了适用于不同锈蚀程度与受力状态的混凝土柱残余承载力计算模型。同时,考虑到结构退化过程的不确定性,采用gamma过程对锈蚀柱的失效概率进行了预测,并通过平衡失效风险与维修成本的方法,确定了结构的最佳维护时间。通过一个数值算例验证了该文提出方法的可靠性和有效性。结果显示：损伤程度与受力状态对锈蚀柱残余承载力有较大影响;此外,锈蚀柱的允许退化极限越小,结构的最佳维护时间越早,对应的期望相对成本越高。     

体外预应力梁动力特性的能量法分析

不引入解析法中体外筋预拉力增量与梁中点振动位移成正比的假设,提出用能量法分析体外预应力梁动力特性。由于不引入解析法中的假设,梁自振频率也更准确,与数值解吻合良好。计算结果表明：解析法低估了体外筋对第1自振频率效应;高估了对第2自振频率效应;体外预应力筋对第1自振频率影响较大,对高阶的频率影响很小,可以不考虑其影响;随着体外筋面积和偏心距的增加,梁的第1自振频率也随之增加。在理论上,体外预应力能减小梁的自振频率,而体内预应力对梁的自振频率没有影响     

移动荷载激励下基于平均曲率模态的简支梁局部损伤识别

该文采用缺口平滑拟合技术,利用移动荷载激励下结构的响应数据,通过分析梁式结构的平均曲率模态,对结构进行局部损伤定位。该方法不需要损伤前的桥梁激振数据,受信号噪音影响较小,并且可用于多移动荷载同时激励的情况,实践性和可操作性大大提高。首先分析在质量-弹簧-阻尼体系的移动荷载激励下简支梁的动力响应,通过Newmark-β时域积分算法分析沿时间平均处理后的简支梁振动位移模态,验证了基频模态在移动荷载激励下简支梁位移响应中的支配作用,在理论上解释了平均信号处理的意义。其后,利用ANSYS生死单元技术进行质量-弹簧-阻尼体系的移动荷载仿真,构造出三角函数拟合曲线的形式用于损伤识别。数值实验取得了良好的识别效果,表明该方法在多点损伤、多移动荷载、噪音影响等情况下均具有良好的灵敏性。该文为正常通车条件下桥梁的损伤识别研究提供了一种新思路。     

一种求解梁动力响应的新方法

基于动刚度方法与常规有限元方法提出了一种计算梁动力响应的新方法。单元插值形函数是由梁的自由振动方程导出的，称为精确形函数。应用哈密顿原理推出振动控制方程。利用傅立叶展开定理求解梁的动力响应。数值模拟结果与常规有限元方法进行了比较，结果表明了新方法的有效性。     

Local Damage Detection with the Global Fitting Method Using Mode Shape Data in Notched Beams

Damage in a structure alters its dynamic characteristics such as frequency response functions and modal parameters. The present study extends the ‘gapped smoothing method’ for identifying the location of structural damage in a beam by introducing the ‘global fitting method.’ The procedure uses only the mode shape data obtained from a damaged structure with an assumption that the undamaged structure is homogeneous and uniform and the damage size is small. The sensitivity of damage detection algorithm is evaluated using a finite element analysis (FEA) of a few beams having a notch. Structural irregularity index (SSI) was used to identify the locations and size of damage. The ability to detect damage was enhanced by averaging SSI over a few modes. A statistical procedure was applied to identify damage with respect to background noise. A methodology and quantitative criteria was developed to select the optimum excitation grid spacing. Numerical results showed that the present method can detect both narrow (13 mm width) and wide damage (126 mm width) associated with less than 3% local thickness reductions. Experimental results validated the numerical results and detected the depth to thickness ratio about 41% and 35% for the wide and narrow notch beams, respectively. The present method showed improved resolution on detecting the location and size of damage in a beam over the previous methods using mode shape data reported in literature.     

动态载荷激励位置识别技术研究

以简支梁为研究对象,提出了一种动态载荷激励位置识别的“最小判定系数法”。预估载荷虚拟激励位置,择优选取两组加速度响应并在频域内识别虚拟激励位置处的两组当量动载荷,令其差值为最优化目标变量,则最小目标变量对应的一组虚拟激励位置即为载荷真实激励位置。仿真和实验结果表明该方法正确、可行。     

简支梁裂纹位置识别的一种简单方法

由等效线弹簧来模拟裂纹引起的软化效应,基于铁摩辛柯梁理论得到含裂纹简支梁横向振动的频率计算式,由此获得识别裂纹位置的一种近似方法。文中利用梁的二维有限元模态分析数据进行裂纹位置的识别,结果表明该法在较宽的高跨比范围内,有好的效果;裂纹的深度对识别精度影响不大。     

含单分层损伤复合材料层合梁的动力屈曲研究

采用有限差分（FDM）方法求解了含初始缺陷和单个分层损伤复合材料层合梁的轴向刚性质量块撞击的脉冲动力屈曲问题。基于Hamilton原理导出了考虑所有惯性影响以及一阶横向剪切变形（FSDT）影响时单个分层损伤复合材料梁的非线性动力屈曲控制方程；采用B—R准则判断梁动力屈曲时刻，同时确定刚性质量块的临界冲击速度。重点研究脱层、冲击速度、初始几何缺陷等因素对复合材料层合梁脉冲动力屈曲的影响。     

振动试验视频图像测试技术

基于数字视频技术,以普通 USB 数码摄像头与 PC 机作为硬件设备设计视频图像测振系统,采用该测试系统识别悬挂集中质量的简支梁模型的一阶模态参数。基于 Matlab 软件编制振动视频采集与图像边缘检测程序,获取梁振动的位移时程曲线,采用模态分析确定简支梁模型的固有频率、阻尼比与振型,试验结果表明采用该测振系统实现低频结构的振动测试是可行的。     

Experimental Behaviour of RC Beams Shear Strengthened with NSM CFRP Laminates

Abstract: The near‐surface mounted (NSM) is one of the most recent techniques applied for the increase of the shear resistance of reinforced concrete (RC) beams. This technique involves the installation of carbon fibre reinforcement polymers (CFRP) laminates into thin slits open on the concrete cover of the elements to strengthen. The effectiveness of this technique for the shear strengthening of T cross‐section RC beams was assessed by experimental research. For this purpose, three inclinations of laminates were tested (45º, 60º and 90º) and, for each inclination, three percentages of CFRP were applied in RC beams with a percentage of steel stirrups of 0.10% (ρ_sw). The highest percentage of laminates was designed to provide a maximum load similar to the reference RC beam, which was reinforced with a reinforcement ratio of steel stirrups of 0.28% (ρ_sw = 0.28%). For each percentage of laminates, a homologous RC beam strengthened with unidirectional U‐shaped CFRP wet lay‐up sheets (discrete strips) applied according to the externally bonded reinforcement technique was also tested, with the purpose of comparing the effectiveness of these two CFRP‐strengthening techniques. To evaluate the influence of the percentage of steel stirrups in the effectiveness of the NSM technique, some of the abovementioned CFRP configurations were also applied in beams with ρ_sw = 0.17%.     

高速机构用夹芯复合材料横板模态试验分析

针对高速机构用结构复合材料的动态性能问题,以高速织机用夹芯结构复合材料横板和碳铝横板为研究对象,在自由约束状态下,利用模态试验方法,分别沿设定的x和y方向激振,对其进行测试研究。结果表明:沿x和y方向激振时,与碳铝横板相比,夹芯结构复合材料横板对应阶数的固有频率测得值普遍较高,且沿x方向激振时,横板的固有频率测得值与其长度有很大关系。