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。     

箍筋对约束混凝土力学性能的影响

箍筋是影响约束混凝土力学性能的主要因素之一。为此阐述了箍筋布置形式、总量、间距及屈服强度对约束混凝土中有效约束混凝土面积与作用其上的约束力的改变,进而探讨它们对约束混凝土强度与延性的影响。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

箍筋锈蚀约束混凝土力学性能退化数值模拟

为研究箍筋锈蚀对约束混凝土的影响,运用ABAQUS有限元软件对不同锈蚀率箍筋约束混凝土轴心受压构件进行分析,并引入配箍特征值λv表征箍筋不同锈蚀率ηs对构件的影响。分析结果表明:随着箍筋锈蚀率的增大,约束混凝土的承载力和变形能力均有不同程度的下降。通过对数据的回归分析,建立了箍筋锈蚀后约束混凝土应力-应变模型。     

箍筋约束作用下再生混凝土-钢筋黏结理论研究

首先研究了劈裂和拔出两种破坏模式的再生混凝土的黏结强度理论,推导了箍筋约束作用下的黏结强度计算式。其次,根据钢筋与再生混凝土界面处径向变形与滑移之间的关系建立了劈裂和拔出两种破坏模式的黏结滑移曲线方程。最后将黏结强度及黏结滑移曲线方程理论模型与试验数据进行了对比,发现理论值与试验值吻合良好。     

矩形箍筋约束的高强混凝土柱

本文介绍了轴向荷载作用下矩形箍筋约束的大尺寸高强砼柱性能的试验研究，研究过程中研究了砼的抗压强度，箍筋屈服强度，箍筋形状，横向配筋率，箍筋间距，纵向配筋率，以及砼保护层的剥离这些关键变量的效应，高强砼柱性能御顺于砼保护在侧向约束起作用前突然剥落，导致轴向承载力下降，对约束良好柱子中的核心砼，出现保护层完全剥落后强度，刚度和延性有较大增长的纪录。     

箍筋锈蚀对斜截面安全度的影响

基于箍筋锈蚀程度比纵向受力钢筋锈蚀程度严重,很大程度影响钢筋混凝土受弯构件抗剪能力。借鉴文献相关理论,建立钢筋混凝土构件中箍筋锈蚀对斜截面安全度影响的计算模型,为正在服役的相关的钢筋混凝土提供安全使用的理论依据。     

箍筋约束混凝土的单轴力学性能研究

深入研究箍筋约束作用对混凝土轴心受压力学性能的影响,对Saatcioglu提出的约束混凝土单轴本构模型做了一定改进,推导了Saatcioglu模型参数与配箍特征值λv之间的关系,使之能更加方便地用于我国钢筋混凝土结构的计算分析中。对收集的多组试验数据进行研究,提出形式简单的峰值应力计算公式。计算结果与试验结果比较表明,提出的公式具有较好的计算精度,适用于圆形和矩形截面构件,且形式简单、参数少,适于在实际工程的计算分析中应用。     

螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土本构关系模型

通过28个螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土圆柱轴压试验,研究了约束再生混凝土的本构关系模型。结果表明,螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土相比于素再生混凝土可以有效提高试件的强度和延性;混凝土强度和螺旋箍筋间距影响约束含砖骨料再生混凝土的承载力和延性。随着混凝土强度的提高,试件承载力增大,但延性变差,螺旋箍筋间距越小,试件承载力越高,延性越好;对试验数据进行回归分析,分别得到了螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土的峰值应力、峰值应变和极限应变的计算式,并提出了螺旋箍筋约束含砖骨料再生混凝土的本构关系模型,与试验曲线进行对比,结果表明吻合较好。     

箍筋约束高强砼破坏机理探讨

本文根据不同配箍混凝土棱柱体试验结果以及箍筋约束高强混凝土应力－变全曲线形状特征，对箍筋约束高强混凝土破坏混凝土机理进行了探讨，并提出箍筋约束作用对高强混凝土棱柱体破坏形态的影响。     

箍筋锈蚀对斜截面安全度的影响

基于箍筋锈蚀程度比纵向受力钢筋锈蚀程度严重,很大程度影响钢筋混凝土受弯构件抗剪能力。借鉴文献相关理论,建立钢筋混凝土构件中箍筋锈蚀对斜截面安全度影响的计算模型,为正在服役的相关的钢筋混凝土提供安全使用的理论依据。     

高强箍筋约束高强混凝土柱的最小配箍特征值研究

结合国内外大量试验数据,通过试验研究和理论分析,建立高强箍筋约束高强混凝土柱的极限位移角、延性系数与轴压比、配箍特征值、保护层面积及纵筋配筋率之间的关系;提出考虑轴压力水平的该类型柱中高强约束箍筋的计算式以及在不同抗震等级下柱端加密区的最小配箍特征值,并与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、ACI 318-05、CSA A23.3-04及NZS 3101规范进行对比。结果表明,按照本文提出的设计方法计算的配箍率高于GB 50010—2010、ACI 318-05,低于CSA A23.3-04、NZS 3101规范值。     

动载作用下箍筋约束混凝土柱非线性行为研究

以箍筋约束混凝土动力本构为研究基础,结合箍筋约束混凝土单轴动力受压试验得到的试验结论,建立了同时考虑箍筋约束效应和率相关效应的细观随机断裂模型,定量表述了约束混凝土柱的动力非线性行为,即损伤演化和塑性演化,模型结果与试验结果吻合度很高。     

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。     

箍筋约束混凝土的本构关系研究

在箍筋约束下,混凝土抗压能力会得到较大地提升,因此在钢筋混凝土结构的有限元分析中,通常考虑箍筋对构件混凝土抗压性能的影响。基于OpenSees有限元分析平台,分别采用现有的三种考虑箍筋约束影响的混凝土本构关系,对两个柱的滞回试验过程进行了模拟,并与试验结果相对比。对比结果表明:Kent-Park-Scott模型和Mander模型均可以较好地模拟箍筋对混凝土约束作用。