锈蚀钢筋混凝土压弯构件抗震性能的试验研究

采用外加电流对混凝土压弯构件中的钢筋进行了快速锈蚀 ,通过对锈蚀钢筋混凝土压弯构件抗震性能的试验研究 ,详细讨论了钢筋锈蚀程度对混凝土压弯构件的初始刚度、延性、承载力降低性能、耗能能力等的影响 ;从理论上探讨了钢筋锈蚀对构件抗剪承载力的影响 ,提出了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的抗剪承载力计算表达式 ,建议公式的计算值与试验结果吻合较好     

基于转动角软化桁架模型的锈蚀钢筋混凝土纯扭构件非线性分析

为了对钢筋已锈蚀甚至出现滑移的钢筋混凝土纯扭构件进行非线性分析,在转动角软化桁架模型的基础上,引入能够考虑钢筋滑移以及锈蚀率影响的钢筋平均应力 应变关系,推导出方便模型求解的简化公式,给出相应的计算流程,并编制相关程序,对相关文献中的无锈蚀和有锈蚀的钢筋混凝土纯扭构件进行分析。与已有试验数据对比结果表明,极限扭矩试验值与计算值之比的平均值,对非锈蚀梁和锈蚀梁分别为0.945和1.036,对典型的试验梁分析得到的扭矩-扭率曲线与试验结果也非常接近,证明了提出的考虑锈蚀及滑移效应后钢筋修正本构模型的合理性。     

锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力与失效模式研究

开展锈蚀钢筋混凝土梁受弯试验,研究分析不同锈蚀率下的钢筋混凝土梁受弯承载力及其失效模式。研究表明,当试验梁纵筋锈蚀率较低时(ηz≤10%),构件承载性能随锈蚀率增加而不断降低。当纵筋锈蚀率较高时,锈蚀率对构件承载性能的影响具有一定的不确定性,当纵筋锈蚀率ηz15%时,试验梁极限荷载与结构钢筋初始锈胀裂缝面积之间存在一定的关系;箍筋锈胀产生的垂直裂缝会在加载过程中逐渐发展成为主裂缝,最终导致构件的破坏;随着纵筋锈蚀率的增大,试验梁由适筋破坏逐渐变成类似少筋破坏,部分试验梁发生了脆性破坏。     

锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁静力学性能试验

通过对10根钢筋混凝土梁进行静载试验,研究分析了钢筋锈蚀率和钢纤维掺量对试验梁的承载力、荷载-挠度曲线、钢筋和混凝土应变等的影响。试验结果表明:随着钢筋锈蚀率的增大,试验梁的极限承载力和刚度均明显降低,屈强比增大,钢筋与混凝土正截面平均应变不再符合平截面假定。由于钢纤维的增强和阻裂作用,锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁的受力性能优于锈蚀钢筋混凝土梁的,对于提高钢筋混凝土构件的耐久性有积极作用。     

无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁承载能力的计算

锈蚀钢筋混凝土梁的承载力不仅与纵向钢筋的截面损失有关 ,而且和钢筋与混凝土之间的粘结强度的降低、混凝土保护层中出现的纵向锈胀裂缝有关。本文先考虑了由于钢筋的截面损失引起的钢筋混凝土梁的抗弯承载力的降低 ;再在梁 拱共同作用抵抗剪力的机制上 ,计算了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力 ,进而得到了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的承载力及其相应的破坏模式。对一实例的计算结果表明 ,当混凝土保护层出现纵向锈胀裂缝后 ,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度相应降低 ,梁的破坏模式由受弯破坏转向受剪破坏 ,承载能力有较大的降低。同时 ,锚固区的粘结强度的降低 ,导致梁也可能发生粘结锚固破坏。     

锈蚀率对钢筋混凝土梁黏结滑移性能影响的试验研究

建立了锈蚀钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土之间黏结滑移数值分析模型,设计制作了14根不同剪跨比与锈蚀率的钢筋混凝土梁,采用ANSYS有限元软件建立了锈蚀钢筋混凝土梁的三维有限元模型,对14根钢筋混凝土梁开展极限承载力试验,从锈蚀钢筋混凝土梁的荷载-跨中挠度曲线、极限承载力以及钢筋与混凝土之间黏结力3个方面开展对比分析研究,结果表明锈蚀钢筋混凝土梁的荷载-跨中挠度曲线均可大致分为弹性和塑性两个阶段,随着锈蚀率变大,弹性阶段与塑性阶段的分界逐渐不明显。锈蚀钢筋与混凝土之间的黏结力随着距离跨中截面距离的增大变大,且最大黏结力位置出现于加载点附近,同级荷载下,最大黏结力随着锈蚀率的增加而减小。锈蚀钢筋混凝土梁极限承载力随着锈蚀率和剪跨比的增加而变小,当剪跨比为3.0时,平均每升高1%锈蚀率,极限承载力试验值降低1.002 k N,当剪跨比为2.4时,平均每升高1%锈蚀率,极限承载力试验值降低1.849 k N。     

锈蚀钢筋与钢纤维混凝土粘结性能

钢纤维混凝土具有良好的抗裂性能和韧性,现已广泛应用于土木工程。对于修复的锈蚀构件,钢纤维混凝土与锈蚀钢筋的粘结性能是影响修复构件力学性能的关键因素。本文通过中心拉拔试验研究锈蚀钢筋与钢纤维混凝土的粘结性能。试验结果表明,钢纤维的加入能够有效抑制混凝土裂缝扩展,提高混凝土的粘结刚度、粘结韧性、极限粘结强度;粘结刚度随锈蚀率的增加而降低;引入粘结韧性因子α=A_(80)/A_(peak)量化钢筋和钢纤维混凝土界面粘结韧性,计算表明粘结韧性因子α随锈蚀率增加而减小;当锈蚀率由0增加至17%时,极限粘结强度降低36.3%;基于试验结果建立以锈蚀率为参数的极限粘结强度经验公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

锈蚀钢筋再生混凝土梁粘结性能及承载力研究

为了研究再生混凝土梁与锈蚀钢筋的粘结性能及抗弯承载力,对12根不同直径钢筋、不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行静荷载试验。结果表明：当钢筋锈蚀率小于9.31%时,再生混凝土梁材料破坏而发生弯曲破坏模式,当钢筋锈蚀率大于9.31%时,梁发生粘结-剪切破坏模式|随着钢筋锈蚀率的增加,试验梁的屈服荷载和极限荷载逐渐降低|随着荷载的增加,钢筋与再生混凝土之间的相对滑移由近似抛物线的分布形式发展成波浪线的分布形式|正常使用荷载作用下试验梁跨中截面再生混凝土仍符合平截面的假定|钢筋锈蚀率在0～9.31%时,通过定义锈蚀钢筋与再生混凝土之间的界面协同工作系数,提出了锈蚀钢筋再生混凝土梁抗弯承载力的计算方法,计算值与试验结果进行对比分析,吻合较好。     

锈蚀钢筋混凝土梁受力性能研究

根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋—混凝土界面的性能退化模型,采用有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,通过试验验证了数值分析结果的准确性。在此基础上,对锈蚀钢筋混凝土梁的受力性能进行了参数分析。结果表明:(1)钢筋锈蚀率对钢筋混凝土梁受力性能影响较大,随着锈蚀率的增加,构件的承载力降低、刚度退化及延性变差;(2)钢筋—混凝土界面粘结力对钢筋混凝土梁承载力影响较小,但会改变构件的破坏模式,随着锈蚀率增加,构件从延性破坏变为脆性破坏。本文研究成果可为锈蚀钢筋混凝土梁加固设计提供参考。     

实腹式型钢混凝土梁受扭性能试验研究

为研究实腹式型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,进行了6根不同参数实腹式型钢混凝土梁和1根钢筋混凝土梁的纯扭试验。试验结果表明:实腹式型钢混凝土受扭构件与钢筋混凝土受扭构件的开裂机会相等,可以忽略型钢对开裂扭矩的影响;但型钢对极限扭矩有大幅提高作用,并有效改善了构件的延性;减小箍筋间距和增大配钢率可以提高型钢混凝土构件的受扭承载力。通过分析提出了型钢混凝土纯扭构件开裂扭矩和极限扭矩的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。