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。     

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。     

不同环境钢筋混凝土受弯构件承载力退化计算

通过对处于不同环境下某三跨简支桥的实例计算,对比分析了混凝土碳化影响下和氯离子侵蚀下的桥梁耐久性退化的差异,结果表明：氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀,其腐蚀速度要比碳化引起的钢筋锈蚀快得多,结构承载力退化更显著。     

局部粘结退化钢筋混凝土梁变形计算模型

钢筋锈蚀会影响荷载作用下钢筋混凝土构件的变形。目前,因钢筋锈蚀导致的钢筋与混凝土之间的粘结退化(特别是局部粘结退化)对构件变形的影响问题尚未得到有效解决。本文以简支梁为例,揭示了局部粘结退化对钢筋混凝土梁变形的影响机制,建立了受拉纵筋局部粘结退化后钢筋混凝土梁的变形计算模型,并对比已有实验数据,验证了模型的合理性和准确性。     

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。     

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。     

锈蚀钢筋混凝土受弯构件性能退化规律研究

对不同锈蚀程度下的试验梁进行了加载试验,并利用ABAQUS中的塑性损伤模型(Concrete DamagedPlasticity)对锈蚀试验梁进行了数值分析。结果表明,由于钢筋的锈蚀作用使钢筋混凝土梁的截面受到损伤,钢筋的有效截面减小以及钢筋和混凝土表面的粘结性能的降低造成了试验梁的极限承载能力、延性及截面刚度随锈蚀率的增加而不断下降。通过分析得到锈蚀梁极限弯矩的计算公式,可为实际工程中的结构设计及结构加固提供依据。     

反复荷载下锈蚀钢筋混凝土压弯构件刚度退化的试验研究

根据锈蚀钢筋混凝土压弯构件的反复加载试验结果,分析了反复荷载下钢筋锈蚀对锈蚀构件刚度退化的影响规律.研究表明:较小的钢筋锈蚀率对试件刚度退化影响不大,当钢筋锈蚀率增大到3%左右时锈蚀试件的刚度退化速度开始加快.     

受拉钢构件可靠指标退化分析

根据试验结果和现有文献资料,对锈蚀钢材的力学性能、锈蚀速率等方面进行研究,获得钢材锈蚀规律,提出受拉钢构件抗力衰减模型。采用一次二阶矩法计算不同服役年限的受拉钢构件可靠指标,研究受拉钢构件时变可靠指标退化规律。     

锈蚀钢筋混凝土的粘结性能退化的试验研究

通过电化学原理对钢筋混凝土拔出试件进行加速锈蚀并控制其锈蚀量,根据锈蚀变形钢筋的拔出试验结果表明：由于变形钢筋与混凝土间化学胶结力、机械咬合力、混凝土对钢筋的约束力随钢筋锈蚀率的增加而明显下降,钢筋与混凝土间的粘结性能与剪切刚度性能明显退化。最后根据试验结果的统计分析,建立了钢筋锈蚀率与粘结性能的关系     

锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型

通过对锈蚀钢筋混凝土梁的试验,研究了结构性能退化机理.根据退化机理分析,锈蚀钢筋的力学性能退化以及锈蚀钢筋与混凝土粘结性能退化是导致钢筋混凝土锈蚀梁的结构性能退化的主要因素.通过锈蚀钢筋力学性能及其与混凝土的粘结性能的试验研究,建立了锈蚀钢筋的应力-应变关系和锈蚀钢筋与混凝土的粘结应力-滑移关系的退化模型.在基本力学性能研究基础上,建立锈蚀梁有限元模型,实现了锈蚀梁的有限元分析.     

腐蚀环境下钢筋混凝土结构疲劳可靠度的分析方法

疲劳分析与验算是承受反复荷载作用结构设计的重要内容之一,相应的可靠度为疲劳可靠度.当结构处于腐蚀环境时,由于腐蚀介质的侵蚀,结构疲劳性能的降低要比静态性能的降低明显.本文研究了腐蚀环境下钢筋混凝土结构的疲劳可靠度问题,提出了相应的计算方法.计算表明,依赖于钢筋的锈蚀程度,钢筋混凝土结构的疲劳可靠度有不同程度的下降.     

锈蚀钢筋混凝土梁的非线性有限元分析

应用非线性有限元分析严重锈蚀的钢筋混凝土梁的承载能力。建立严重锈蚀的钢筋混凝土梁的有限元模型,分析了钢筋锈蚀、混凝土保护层脱落、跨中初始裂缝对于严重钢筋混凝土梁承载能力的影响。     

钢筋混凝土构件的均匀钢筋锈胀力及其影响因素

确定钢筋锈胀力是钢筋混凝土结构构件耐久性研究中的一个重要问题。应用弹性力学知识进行理论分析 ,结合已有的研究成果 ,提出了由钢筋均匀锈蚀导致的外围混凝土保护层胀裂以前的钢筋锈胀力计算公式 ,并探讨了与钢筋锈胀力相关的各个影响因素     

受腐蚀钢筋混凝土构件的恢复力模型

根据受腐蚀钢筋混凝土偏心受压试件的试验结果,提出了受腐蚀钢筋混凝土构件的恢复力模型及其骨架曲线的确定方法。研究表明,对于受腐蚀的钢筋混凝土结构,尽管由于腐蚀作用钢筋与混凝土的滑移不能再使构件的变形保持平截面,但对根据平截面假定计算的荷载-变形曲线进行修正,可获得与试验符合的结果。受腐蚀钢筋混凝土构件的恢复力模型仍可采用现有的恢复力模型。     

钢筋混凝土纯扭构件截面限制条件研究

在钢筋混凝土中 ,一般会出现超筋情况。由于超配筋构件是脆性破坏而且引起材料的浪费 ,因此 ,在实际设计中应对截面条件加以限制以控制超筋梁的使用。本文通过变角空间桁架理论分析 ,对钢筋混凝土的截面限制条件提出了具体的确定方法 ,可供工程设计人员参考     

锈蚀钢筋混凝土粘结滑移性能试验研究

通过对20个不同锈蚀率钢筋混凝土试件进行拉拔试验,分析不同锈蚀率试件的破坏形态、粘结力与滑移量的关系以及不同锈蚀率的钢筋混凝土粘结强度及滑移的变化规律,并给出粘结强度降低系数和滑移比的计算公式。在此基础上分析建立锈蚀钢筋混凝土的粘结滑移本构模型,经验证分析,证明该模型的有效性。该模型相对于国内外其他锈蚀钢筋混凝土粘结滑移本构模型较为简单,宜在实际工程中使用。     

带箍筋锈蚀钢筋混凝土的粘结滑移关系

基于已有细观受力模型及锈蚀后极限粘结力理论,综合考虑锈蚀后各影响因素,以及箍筋对粘结强度的提高作用,得到锈蚀后钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系与曲线,并将所得平均粘结应力与已有实验结果验证,结果比较一致。