模拟严重锈蚀钢筋的混凝土梁试验与钢筋应力分析

锈蚀引起的粘结性能退化导致钢筋与混凝土之间的协同工作性能降低,跨中的钢筋应变较混凝土应变滞后,当构件严重锈蚀时,钢筋与混凝土间的粘结力基本丧失,可能在钢筋达到屈服应变前受压区混凝土先行压坏,形成粘结失效超筋梁。通过严重锈蚀钢筋混凝土梁的模拟试验和有限元分析,研究在完全无粘结的极限情况下影响钢筋应力水平的因素及其影响规律,并建立了无粘结状态混凝土梁受拉钢筋应力与配筋指标的关系,为严重锈蚀混凝土构件的承载力计算提供依据,同时也为研究一般锈蚀钢筋混凝土构件的性能退化机理与承载力计算方法奠定基础。     

服役结构荷载估计初探

在评述服役结构荷载估计方法基础上，提出了荷载基准期的概念，并根据不同情况给出了荷载基准期的确定方法。有了荷载基准期，即可估计结构在继续使用期间最大荷载的概率分布，进而对服役结构的可靠性作出评价。     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型

混凝土压弯构件是混凝土结构中重要的受力构件，研究锈蚀钢筋对混凝土构件恢复力性能的影响，是研究服役混凝土结构抗震性能的重要内容．以退化三线形(D—TRI)模型为基础，通过对锈蚀混凝土压弯构件在低周反复加载下试验数据的统计分析，提出了确定锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力模型中关键点的方法，分析了锈蚀构件的主筋锈蚀率与屈服剪力和屈服位移、极限剪力和极限位移、破坏剪力和破坏位移同完好构件各相应值之间的对应关系，初步建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型的计算公式，给出了模型参数与钢筋锈蚀量的计算关系，为服役混凝土结构的地震反应分析与抗震可靠性评估奠定基础．     

多层钢筋混凝土结构的概率弹塑性抗震设计

确定了多层钢筋混凝土结构层恢复力模型(光滑模型)参数与结构层间主要设计参数的关系;进而在结构弹塑性随机动力分析的基础上,以变形与滞回耗能的线性组合定义结构的破损度,提出了多层钢筋混凝土结构在随机地震动作用下的期望破损度设计和可靠性设计方法。最后给出了一栋八层房屋的分析设计算例。     

基于车辆荷载的锈损公路桥梁疲劳性能试验研究

采用湿盐砂锈蚀方法获得腐蚀环境钢筋混凝土劣化试件,选取与车辆荷载作用下公路桥梁实际承受的疲劳应力水平,通过8根锈蚀钢筋混凝土梁的弯曲疲劳试验,分析了锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳破坏形态及应力水平和钢筋锈蚀率对梁疲劳性能的影响规律。试验结果表明,锈蚀梁的疲劳破坏形态为主筋脆性断裂;在设计应力水平作用下,疲劳加载满足规范200万次要求;在桥梁实际应力水平作用下,未锈蚀试验梁的平均疲劳寿命较规范值减少6.71%;锈蚀较严重的试验梁疲劳寿命较规范值减少13.57%,较同应力水平的未锈蚀梁疲劳寿命减少42.54%,锈蚀对试验梁的疲劳寿命影响显著。随着疲劳循环次数的增加,锈蚀梁钢筋内部出现疲劳损伤、抗弯刚度逐渐退化,混凝土残余应变累积,裂缝演变基本符合快速增加、稳定发展、急剧变化的“三阶段”发展规律。根据试验结果,建立S-N疲劳寿命方程,提出了锈蚀钢筋混凝土梁疲劳寿命计算方法,研究结果为桥梁结构疲劳性能评估提供理论依据。     

早期受冻混凝土服役性能损伤探究

通过不同起冻时刻早期受冻混凝土服役性能的测试,分析了起冻时刻对混凝土损伤形态、强度损失、相对动弹性模量、渗透性及孔隙结构的影响规律及影响机理.结果表明:起冻时刻对混凝土服役性能的影响程度表现为2.0h受冻最显著,0.5h受冻与8.0h受冻损伤程度相当、次之,1,3d受冻时损伤程度最小且随着起冻时刻的推迟损伤程度减轻;受冻混凝土劈拉强度损失最显著,相对动弹性模量损失次之,抗压强度损失最小;3d受冻试件的抗渗性略差于未冻混凝土,1d受冻试件更差,而0.5,2.0,8.0h受冻试件最差,甚至超出AutoClam设备的测试范围.随着起冻时刻的推迟,终凝后受冻混凝土的孔隙结构趋近于未冻混凝土;初凝前受冻混凝土部分损伤可修复,浆体自身、浆体与粗骨料间有肉眼可见裂缝,孔径0~0.06mm的弦长频率明显降低,各孔径梯度的含气量(体积分数)均不同程度增大;初凝后终凝前受冻混凝土浆体自身、浆体与粗骨料间均有明显裂缝,细骨料颗粒显露明显,孔径1.70~4.00mm的弦长频率、孔径2.00~4.00mm的含气量明显增大.     

水化龄期对喷射混凝土微观结构和力学性能影响研究

喷射混凝土因其水化过程与普通混凝土不同,故其终凝时间极短,早龄期强度高。为了研究喷射混凝土水化过程,采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、热重-差热扫描分析(TG-DSC)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同水化龄期普通水泥净浆及掺4%速凝剂水泥净浆微观结构进行观察;同时对喷射混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度经时变化和关系进行试验研究。结果表明:速凝剂的掺入显著影响水泥水化进程。在水泥-速凝剂-水体系中,NaAlO_2及Na_2CO_3令石膏缓凝作用失效,C_3A快速水化生成板条状水化铝酸钙晶体,并与针状钙矾石及棒状钠长石晶体形成网络结构对水泥颗粒产生"桥连"作用而实现速凝。同时,大量水化热促进水泥熟料矿物水化速率加快,净浆密实度快速增加,使喷射混凝土具有高早龄期强度。     

水化龄期对掺速凝剂水泥-粉煤灰净浆微观结构影响

采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、热重-差热扫描分析(TG-DSC)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等方法对不同水化龄期掺4%速凝剂水泥净浆微观结构进行分析。结果表明:速凝剂的掺入显著影响水泥水化进程。在水泥-速凝剂-水体系中,Na Al O2及Na2CO3令石膏缓凝作用失效,铝酸三钙快速水化生成水化铝酸钙晶体,并与钙矾石及钠长石晶体形成相互攀附的网络结构对水泥颗粒产生"桥连"作用而实现速凝。同时,大量水化热促进水泥熟料矿物水化速率加快,净浆密实度快速增加。同时,随着水化龄期延长,净浆物相组成、钙矾石及氢氧化钙含量发生显著变化。     

海洋环境中玄武岩/聚丙烯纤维增强混凝土氯离子扩散性能

采用自然浸泡法模拟海洋水下区环境,研究了玄武岩/聚丙烯纤维增强混凝土(BPFRC)的氯离子扩散性能.通过固液萃取法和电位法测试了不同侵蚀时间下BPFRC中的氯离子含量,分析了纤维种类、掺量和混杂形式对氯离子含量分布、表面氯离子含量(Cs)和氯离子扩散系数的影响;此外,采用Rapid Air 457测定了BPFRC的孔径...     

考虑冻融损伤的钢筋混凝土桥梁氯离子侵蚀寿命预测研究

松花江公路大桥位于东北严寒地区,冬季时,为保障桥梁运行畅通,将在桥面上撒化冰盐以清除积雪,防止结冰,避免大桥混凝土结构遭受氯离子侵蚀和冻融循环的作用.冻融循环作用不仅会造成混凝土构件表面剥落,内部劣化,同时还加速了氯离子的侵入,从而导致混凝土中的钢筋过早脱钝、锈蚀,进而导致构件承载能力下降,结构安全性能降低.对松花江大桥进行了不同冻融损伤下的氯离子侵蚀规律试验研究,在此基础上,对大桥进行了不同冻融损伤下的氯离子侵蚀寿命预测,为大桥的后期使用和维护提供了科学依据.