腐蚀冻融循环作用下钢筋混凝土电缆排管抗剪试验

为研究埋设在地下的钢筋混凝土电缆排管耐久性问题,通过快速腐蚀冻融循环试验,分析了其对钢筋、混凝土材料的力学特性以及构件抗剪性能的影响。结果表明,经过腐蚀冻融循环后,钢筋的屈服强度和极限拉伸强度降低;混凝土性能呈现明显劣化;构件的抗剪承载力、刚度、延性和裂缝开展表现为明显的退化。     

钢筋腐蚀引起RC性能退化

钢筋腐蚀广泛存在于钢筋混凝土结构中,是影响钢筋混凝土结构抗震性能和耐久性等性能的重要原因之一。本文主要介绍了钢筋因腐蚀而产生的锈蚀物会导致混凝土保护层开裂或剥落,钢筋腐蚀会导致钢筋面积减少和钢筋与混凝土粘结强度损失。     

配筋率对全珊瑚海水钢筋混凝土梁受弯性能的影响

通过对全珊瑚海水钢筋混凝土梁(CARCB)和普通钢筋混凝土梁(OARCB)进行受弯性能试验，研究了混凝土种类和配筋率对CARCB的变形性能、承载能力的影响。结果表明：随着配筋率的提高，CARCB的开裂弯矩和极限弯矩均逐渐增大，裂缝宽度扩展逐渐减慢，能有效抑制裂缝的发展。同时，可以通过提高配筋率，增大开裂弯矩与极限弯矩的比值，从而延后CARCB的开裂时间。CARCB的裂缝宽度均随着荷载的增长而增大，在加载初期，裂缝宽度增长缓慢，接近极限荷载时，裂缝宽度迅速增大，最终导致梁破坏。此外，综合考虑钢筋锈蚀引起钢筋截面损失和钢筋屈服强度降低的影响，提出了CARCB的极限弯矩、纵向受拉钢筋应力、平均裂缝间距和平均裂缝宽度的计算模型。     

处于不同环境中的受荷钢筋混凝土损伤行为

实际工程中,钢筋混凝土构件通常会同时承受荷载和腐蚀介质的双重作用,这种作用会对构件中的钢筋存在一定的腐蚀效应。对钢筋混凝土加速腐蚀开裂行为和通电电流作用下钢筋锈蚀速率的变化规律进行了研究,建立了相应的函数关系,并在此基础上建立了考虑弯曲荷载作用的钢筋混凝土极限状态下的荷载开裂模型。此外,对荷载及腐蚀溶液对钢筋混凝土腐蚀开裂行为的影响进行了研究。混凝土中钢筋在淡水、海水和腐蚀溶液环境下腐蚀现象的研究结果表明,在恒电位条件下,腐蚀环境中荷载作用下的钢筋混凝土的通电量随时间的增长先减小后增大,且受压荷载可提高钢筋混凝土的侧向抗拉强度,与此同时,海水和腐蚀溶液会使钢筋混凝土的侧向抗拉强度降低。     

受腐蚀钢筋混凝土墩柱抗震性能研究

以钢筋混凝土墩柱拟静力试验为背景,通过截面等效方法将受腐蚀墩柱三维模型简化为二维平面模型,利用有限元软件DIANA中自带的钢筋腐蚀本构定义腐蚀,采用混凝土全应变旋转裂缝模型模拟分析了单调荷载和低周反复荷载下受腐蚀墩柱的抗震性能,其模拟结果与试验结果相吻合;采用混凝土多方向固定裂缝模型模拟受腐蚀墩柱裂缝扩展,裂缝扩展趋势与试验相符。进一步拓展腐蚀率进行模拟分析,结果表明,随着腐蚀率增大,墩柱极限承载力降低、极限位移减小、滞回曲线捏拢、裂缝开裂程度加重、裂缝最大应变增大。     

盾构隧道的结构病害及其成因探析和治理措施

随着大量盾构隧道投入运营,隧道结构的病害问题逐渐显现。本文从影响和引起隧道结构病害的原因出发,对盾构隧道服役寿命期内其结构病害的情况进行了总结,阐述了盾构隧道结构病害、劣化的主要类型及其内在和外在的表征形式。事实显示,引起盾构隧道结构病害的主要成因包括:运营期特殊荷载导致的隧道结构突发损伤、隧道结构耐久性不足和隧道结构变形等长期行为产生的损伤。盾构隧道结构的病害和损伤主要包括管片和路面结构混凝土开裂、破损剥落;钢筋锈蚀且与混凝土粘结力降低;管片连接螺栓锈蚀或长期受应力腐蚀作用产生扭曲变形甚至断裂;隧道衬砌环纵缝的错台变形、接缝张开等;另外还包括隧道管片、衬砌接头、螺栓孔等位置的渗漏。     

高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为深入研究高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能和设计方法,通过8根高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁和3根钢筋混凝土梁的抗弯试验,对高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁正截面抗弯性能进行了研究。在相同混凝土强度等级、相同构件尺寸的条件下,对比分析了混合配筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、挠度、裂缝分布等特性。     

氯盐侵蚀下的钢筋均匀与非均匀锈蚀研究进展北大核心

氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性性能劣化的主要原因,研究因氯盐侵蚀导致的混凝土内钢筋的锈蚀机理、锈蚀层分布规律以及锈后结构或构件的使用寿命预测,具有一定的工程应用实际意义。综述了氯盐侵蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性分析的研究进展。介绍了氯盐侵蚀下的钢筋混凝土结构的性能退化过程,针对基于均匀腐蚀和非均匀腐蚀下的钢筋锈蚀机理及保护层开裂受力分析,以及耐久性寿命预测研究进行了总结与归纳,并提出了一些建议,为氯盐侵蚀下的钢筋混凝土结构的进一步研究提供参考。     

氯盐侵蚀下的钢筋均匀与非均匀锈蚀研究进展

氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性性能劣化的主要原因,研究因氯盐侵蚀导致的混凝土内钢筋的锈蚀机理、锈蚀层分布规律以及锈后结构或构件的使用寿命预测,具有一定的工程应用实际意义。综述了氯盐侵蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性分析的研究进展。介绍了氯盐侵蚀下的钢筋混凝土结构的性能退化过程,针对基于均匀腐蚀和非均匀腐蚀下的钢筋锈蚀机理及保护层开裂受力分析,以及耐久性寿命预测研究进行了总结与归纳,并提出了一些建议,为氯盐侵蚀下的钢筋混凝土结构的进一步研究提供参考。     

高腐蚀率钢筋混凝土梁抗弯性能研究

对4根未腐蚀和16根腐蚀钢筋混凝土梁进行抗弯试验,研究重复荷载下高腐蚀率对钢筋混凝土梁变形、裂缝、承载力及破坏机理的影响。提出重复荷载下受腐蚀钢筋混凝土梁承载力计算公式。同时拟合出钢筋腐蚀率对钢筋混凝土受弯开裂的影响,并提出受腐蚀梁在重复荷载下的开裂荷载计算公式。     

钢筋增强ECC-混凝土复合梁受弯性能试验研究

为研究ECC对钢筋混凝土梁受弯性能的改善,对2组不同配筋率的5种不同ECC替代高度率的钢筋增强ECC-混凝土复合梁进行了静力受弯性能试验。测试了试件的开裂荷载,裂缝的开展,各级荷载下的应变,以及试件的极限荷载,验证了平截面假定。研究表明,ECC增强钢筋混凝土复合梁的抗弯承载力高于同配筋率的钢筋混凝土梁,且梁的裂缝细密;当钢筋屈服时,复合梁的裂缝宽度均小于规范的限值;钢筋与ECC、ECC与混凝土黏结良好,可以协调变形,作为整体共同工作。     

疲劳荷载和环境腐蚀作用下环氧涂层钢筋混凝土试件的耐久性研究

为探讨疲劳荷载和环境对服役配环氧涂层钢筋混凝土桥板耐久性能的影响,设计了配不同环氧涂层钢筋的20根钢筋混凝土试件,分别进行了试件的疲劳加载和盐水腐蚀试验。运用电化学方法对已加载和未加载试件中不同涂层厚度钢筋的腐蚀电位和阻抗进行了测试,并结合不同试件的裂缝分布,进行了钢筋腐蚀电位和阻抗分析。分析结果表明,环氧涂层的强耐腐蚀性能有效防护钢筋;不同厚度的环氧涂层会改变钢筋与混凝土之间的粘结特性,影响钢筋混凝土试件的裂缝开裂形式;钢筋腐蚀电位和试件阻抗图谱反映试件内钢筋的锈蚀程度,加载形式不同会对试件钢筋锈蚀产生不同影响。     

细晶粒钢筋混凝土柱偏心受压性能试验研究

对9根400 MPa级细晶粒钢筋混凝土柱开展偏心受压性能试验,研究轴向力偏心距、纵向受压钢筋配筋率、混凝土强度和长细比对柱偏心受压性能的影响,描述各试件的破坏过程,分析了其荷载-钢筋/混凝土应变曲线、荷载-挠度曲线以及破坏形态的特点。研究表明,现行混凝土结构设计规范关于钢筋混凝土偏心受压柱极限承载力、平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算理论与试验吻合较好。400 MPa级细晶粒钢筋屈服强度设计值取为360 MPa时,细晶粒钢筋混凝土偏压柱承载力具有足够的安全系数并偏向于保守。正常使用极限状态下,400 MPa级细晶粒钢筋混凝土大偏心受压柱在短期荷载作用下的最大裂缝宽度满足要求。     

HRB500级钢筋混凝土梁裂缝与变形性能试验研究

通过4根足尺的钢筋混凝土简支梁(3根采用HRB500级钢筋、1根采用HRB335级钢筋)受弯性能试验,研究HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能和裂缝开展规律。试验结果表明,短期荷载下的HRB500级钢筋混凝土梁具有良好的受弯性能;采用大直径(32mm)HRB500级钢筋配筋的混凝土简支梁的最大裂缝宽度实测值小于《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)公式的预测值,但大于混凝土规范规定的最大裂缝宽度容许值。试验梁的挠度、裂缝间距和最大裂缝宽度与钢筋应力、钢筋直径和配筋率等因素的关系基本上可用现有模型预测。为满足正常使用极限状态的要求,建议对正常使用极限状态的荷载代表值和规范公式的相关参数进行适当调整。     

钢筋混凝土结构基于耐久性劣化度的可靠性分析

结构耐久性的不足将引发其性能的劣化,并导致结构可靠度的降低。根据已建立的两种劣化度模型及极限状态法,以碳化深度和锈胀开裂两种不同的耐久性劣化度为指标,提出了混凝土结构使用寿命全过程可靠度的计算方法。结合工程实例,以荷载作用下的混凝土结构在碳化环境中的劣化问题为例,构建极限状态函数,基于两种劣化度模型,对其运用可靠度理论进行分析,得到了基于耐久性劣化度的结构可靠度求算方法。研究结果表明：可靠度与结构的混凝土保护层厚度及碳化速率的统计数值或钢筋锈蚀量密切相关。计算方法可为分析在役工程的耐久性提供参考。参14     

荷载与环境的耦合作用对混凝土梁腐蚀疲劳的影响

主要研究了循环荷载与腐蚀环境的耦合作用对混凝土梁腐蚀疲劳的影响,根据试验测试的钢筋应变数据可以看出,腐蚀和疲劳的共同作用加速了钢筋应变的发展。疲劳或腐蚀的单一影响,以及腐蚀后疲劳致使构件劣化的程度,不及腐蚀疲劳作用造成的劣化结果严重,这种共同作用加速劣化进程。从应变发展的连续性来看,耦合作用是连续的,伴随试验构件直至破坏的全过程。研究表明,腐蚀疲劳是使钢筋混凝土构件过早丧失耐久性能的重要原因,研究成果可为构件的耐久性设计和防止在役构件劣化的工程技术措施提供参考。     

受腐蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

通过3根未腐蚀和12根腐蚀钢筋混凝土梁的抗弯试验,研究重复荷载下钢筋腐蚀率对钢筋混凝土梁变形、裂缝、承载力及破坏机理的影响。根据实验数据得出混凝土梁承载力随钢筋腐蚀率的变化规律。同时拟合出钢筋腐蚀率对钢筋与混凝土协同工作系数的影响,提出了受腐蚀梁在重复荷载下的抗弯承载力计算公式。     

基于损伤的钢筋混凝土锈胀开裂模型

基于混凝土的各向异性损伤,建立考虑钢筋、腐蚀产物、混凝土三者不同力学性能的钢筋锈胀导致保护层开裂的数学模型。模型考虑了腐蚀产物对钢筋混凝土界面区的孔隙和混凝土开裂裂缝的填充效应,采用非线性分析算法,预测了开裂过程中混凝土构件的应变与位移以及混凝土保护层开裂时间。最后将模型预测值与试验结果进行对比,结果表明:当混凝土出现裂缝之后,混凝土产生软化、腐蚀产物对裂缝进行填充,从而使混凝土环向拉应变的增长速率减缓;在选定钢筋的型号、直径以及混凝土强度之后,可通过增大保护层厚度来减小钢筋锈胀开裂的风险。     

氯盐环境下混凝土结构的耐久性设计方法

为了建立氯盐腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计方法,根据混凝土结构性能劣化的特点,在分析结构耐久性失效状态、可靠度设置水平、环境荷载及抗力影响因素的基础上,建立了钢筋初锈、保护层锈胀开裂及锈胀损伤达到最大限值这3种情况下的耐久性极限状态方程.基于结构可靠度设计理论,引入荷载和抗力变量的分项系数来反映结构耐久目标可靠指标的要求,建立了结构耐久性设计的分项系数表达形式.按照概率设计与分项系数设计具有相同可靠度水平的原则,给出了抗力分项系数的确定方法及不同耐久性极限状态下抗力分项系数的取值.     

硫酸腐蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验研究

化工厂房、污水管道和酸雨等环境中有较高浓度的硫酸,受硫酸腐蚀后,钢筋混凝土梁表层混凝土严重损伤,混凝土强度显著降低,梁受剪性能产生较大变化。考虑混凝土腐蚀层厚度和剪跨比等因素,对硫酸腐蚀钢筋混凝土梁受剪性能进行试验,研究混凝土腐蚀层厚度和剪跨比对钢筋混凝土梁截面应变、开裂荷载、破坏形态、承载力以及挠度等影响规律。研究结果表明:腐蚀梁破坏形态主要受剪跨比影响;随着腐蚀层厚度增加,梁截面应变和开裂荷载增大;承载力减小;变形增大。基于硫酸腐蚀对混凝土强度、剪跨比和截面尺寸等影响,提出硫酸腐蚀钢筋混凝土梁受剪承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。