锈蚀RC梁抗弯承载力计算方法研究

工程中钢筋混凝土梁纵向受力钢筋锈蚀情况复杂，梁上作用荷载形式多变. 为获取锈蚀RC （reinforced concrete）梁的抗弯承载能力，以锈蚀钢筋混凝土简支梁为研究对象，将锈蚀RC梁视为由混凝土和锈蚀底部纵筋组成的存在粘结-滑移的组合梁，依据混凝土与锈蚀钢筋之间的变形协调条件，给出了以挠度表达的锈蚀RC简支梁平衡微分方程；将平衡微分方程的齐次解作为单元形函数，推导出了锈蚀钢筋混凝土梁的单元刚度矩阵、等效节点荷载列阵以及每一荷载步锈蚀梁的内力计算公式；建立了能准确反应简支梁上荷载作用形式以及钢筋锈蚀状况的锈蚀RC梁抗弯承载力计算模型；最后通过17根锈蚀RC简支梁的试验数据对建议计算方法进行验证. 验证结果表明，抗弯承载力试验值与计算值之比的平均值为1.06，方差为0.012，二者吻合良好，该计算方法准确.      

锈蚀率对同类型RC梁抗弯刚度影响

专门针对相同钢筋类型(保护层厚度、钢筋类型、钢筋直径以及配筋率)的钢筋混凝土梁,开展锈蚀率对其抗弯刚度影响研究,通过对相同类型但不同锈蚀率的钢筋混凝土梁静载试验,得到了挠度与曲率的关系,进而分析了锈蚀率对梁曲率的影响,推导出跨中弯矩与曲率之间的关系,进一步考虑不同锈蚀率下弯矩增长与抗弯刚度之间的关系,建立了考虑锈蚀率的梁的抗弯刚度退化系数计算公式.可为既有公路混凝土桥梁耐久性评估提供参考依据.     

氯盐环境下预损伤UHPC-HPC组合梁抗弯性能

为了提高普通钢筋混凝土梁的耐久性,设计了一种超高性能混凝土(UHPC)-高性能混凝土(HPC)组合梁新型结构,开展了锈蚀后UHPC-HPC组合梁的抗弯性能试验,研究了氯盐侵蚀后组合梁抗弯承载力降低的机理,分析了腐蚀程度、截面形式与预损伤对其抗弯性能的影响;引入钢筋屈服强度折减系数、截面积折减系数与混凝土预损伤系数,提出了锈蚀后UHPC-HPC组合梁抗弯承载力计算方法,并验证了计算方法的可行性。分析结果表明：锈蚀后梁体抗弯承载力降低主要原因为钢筋抗拉强度下降,梁体刚度退化与韧性减弱,钢纤维阻裂效果削弱;锈蚀后UHPC-HPC组合梁的破坏表现为跨中附近出现1条主裂缝或加载点附近出现2条主裂缝;UHPC-HPC组合梁的受力过程分为线弹性、裂缝发展和屈服3个阶段,梁体截面混凝土应变基本符合平截面假定;侵蚀时间越长,组合梁的开裂荷载和承载力降低越大,通电快速侵蚀10 d时,降幅分别达16.2%和10.9%;锈蚀后T形梁比矩形梁开裂早,前者的开裂荷载比后者降低8.1%,后期刚度下降较快;预损伤显著影响梁的整体刚度,预加载后梁的整体刚度降低,混凝土损伤后的预损伤系数为0.984;锈蚀率越大,钢筋的屈...     

基于加速锈蚀试验的RC梁抗弯性能劣化研究

为了有效预测锈蚀钢筋混凝土梁(RC梁)抗弯性能的劣化规律,基于加速锈蚀试验开展了3组RC梁的抗弯性能研究,探讨了不同纵筋锈蚀率对RC梁破坏形态、跨中截面应变分布和荷载-挠度曲线的影响,在现有理论模型适用性评估的基础上,结合材料时变分析模型,提出了RC梁抗弯承载能力劣化规律的分析方法。研究结果表明:随着纵筋锈蚀程度的增大,RC梁的塑性变形特征不断下降,破坏模式也由塑性纯弯转为脆性剪弯,跨中截面中和轴不断上移,平截面假定逐渐无法满足,而且梁体的抗弯承载能力不断减小,其荷载-挠度曲线的承载平台也逐渐变短直至消失。对现有抗弯承载能力模型的适用性分析发现,孙彬模型的计算精度最高,离散性最小;以该模型为基础所建立的RC梁抗弯承载能力劣化分析方法,可以得到与试验结果较吻合的劣化曲线。     

钢筋混凝土简支箱梁桥承载能力评定分析

交通部于2011年发布了《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011),为探讨该规程对于桥梁检测工作的实际意义,以一座钢筋混凝土简支箱梁桥为工程背景,分析其缺损状况、材料强度、混凝土碳化程度、钢筋锈蚀程度等指标,依据该规程,通过引入检算系数、承载力恶化系数、截面折减系数,对承载能力设计值进行了折减修正。结果表明,该规程能够通过定量的方式,客观科学地评定桥梁的承载能力。     

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数分析

采用空间有限元模型,研究了活荷载分布方式、拱圈混凝土的强度、拱圈面内的抗弯刚度、矢跨比和初始几何缺陷等参数对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响。研究结果表明:拱圈混凝土的强度、拱圈面内的抗弯刚度和矢跨比是决定大跨度钢筋混凝土拱桥极限承载力的3个关键设计参数;初始几何缺陷会降低结构的极限承载能力,但降低的程度很小,一般情况下可以忽略该参数的影响;矢跨比在一定范围内取值时,随着矢跨比的降低,钢筋混凝土拱桥的极限承载能力也随之减弱,且不同的矢跨比取值范围对极限承载力的影响程度不同。     

损伤钢筋混凝土梁残余承载力有限元分析

钢筋锈蚀、混凝土碳化开裂等因素是引起钢筋混凝土结构耐久性的主要原因。介绍了损伤钢筋混凝土梁残余承载力的概念与分类,分析制作等比例缩小的试验梁模拟实际工程中受损钢筋混凝土结构,利用有限元方法,结合ANSYS软件,分析对比了试验梁残余承载力实际值和理论值。     

考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析

考虑钢筋混凝土梁受弯和受剪破坏两种主要失效模式,对比分析了钢筋锈蚀影响下主梁两种失效模式的时变可靠指标变化,探讨了不同失效模式相关系数的变化规律,进而采用Ditlevsen窄界限理论计算了主梁构件时变可靠指标.分析结果表明:在钢筋混凝土梁轻微锈蚀情况下,以抗弯失效为主;而在深度锈蚀情况下,以抗剪失效为主.在锈蚀影响下,...     

基于承载能力劣化的简支T梁桥寿命预测研究

为了更准确地预测混凝土简支T梁桥的剩余使用寿命,基于混凝土碳化、钢筋锈蚀模型,考虑了混凝土强度的经时变化、钢筋的时变锈蚀量、钢筋和混凝土的协同工作能力降低系数,研究了混凝土简支T梁桥的承载能力劣化规律,并根据某实际桥例建立有限元模型以承载力极限为准则分析该T梁桥剩余使用寿命与承载能力劣化的关系。研究表明:混凝土被碳化是钢筋发生锈蚀的前提,钢筋开始锈蚀的时间为混凝土保护层减掉碳化残量后的完全碳化时间;混凝土保护层开裂前钢筋锈蚀速度缓慢,混凝土强度衰减是承载力下降的主导因素,保护层开裂后钢筋锈蚀速度较快,加速了结构承载力的下降;当锈蚀量超过0.3mm后,钢筋锈蚀对承载力的影响逐渐减小;当结构承载力随着材料劣化而下降到承载力极限时,标志着结构使用寿命的终结。     

CFRP筋加固钢筋混凝土T梁数值分析研究

运用有限元分析软件建立了T梁CFRP筋加固的有限元分析模型,进行了CFRP筋加固前后的承载能力分析。有限元分析结果表明:CFRP筋加固T梁能够充分发挥CFRP筋的优势,加固后T梁的抗弯承载力显著提高,降低了T梁受荷后的混凝土、钢筋应变。     

钢筋锈蚀对在役RC桥梁可靠性的影响

为了分析钢筋锈蚀对在役钢筋混凝土桥梁可靠性能的影响,首先阐述了钢筋锈蚀的原因,然后预测了钢筋锈蚀后屈服强度模型,并运用蒙特卡洛计算方法,借助ansys有限元分析软件中PDS计算模块,以钢筋屈服强度随锈蚀程度增加而降低为基本参数,计算出桥梁随时间推移的应力、变形值,再根据桥梁结构失效的判断准则计算出不同时间段的可靠度,可以避免桥梁结构因钢筋锈蚀而承载力不足发生坍塌事故。     

基于坑蚀随机性的钢筋混凝土桥梁可靠性分析

处于氯离子侵蚀环境下的桥梁结构,钢筋通常发生坑状锈蚀,坑蚀导致局部钢筋截面积严重损失,并且使钢筋变脆,导致结构破坏时没有明显预兆。目前对锈蚀桥梁可靠性分析时,通常采用平均截面锈蚀率反映锈蚀对结构可靠性的影响,而忽略了锈蚀的空间变异性。实际服役的钢筋混凝土桥梁中,坑蚀发生是随机过程,锈蚀钢筋的面积不仅仅是一个简单的随机变量,实际上是沿构件长度方向作为“时间”尺度分布的随机过程。研究了锈蚀钢筋面积参数和受弯构件抗力统计参数的变化,分析了考虑坑蚀随机性的混凝土构件抗弯可靠性的发展规律。     

腐蚀对钢筋混凝土梁桥抗弯承载力的耦合影响

通过阐述裂缝、混凝土碳化和氯化对钢筋混凝土腐蚀的过程和影响,分析了由于腐蚀所导致的钢筋屈服强度下降、有效截面降低以及钢筋与混凝土协同工作能力降低的变化趋势和过程,并详细的讨论了钢筋屈服强度下架系数和协同工作系数的不同取值对钢筋混凝土梁抗弯承载力的耦合影响,提出并对比了几种有效防止或降低腐蚀对钢筋混凝土结构破坏的措施,能为实际的桥梁防腐工程提供一定的参考和借鉴。     

海水中钢筋混凝土桥墩承载力分析

在海水环境中,由司:海浪及氯离子和硫酸盐的影响,使钢筋混凝土桥墩产生非均匀性腐蚀和损伤,再加上非均匀温度效应使桥墩处于偏心受压状态.因此,桥梁结构承载力分析除考虑材料的性能衰减、混凝土剥蚀和开裂,以及钢筋锈蚀等因素外,还要考虑钢筋非均匀锈蚀和保护层剥离的影响.文中利用结构分析软件考虑混凝土非线性和剥蚀及钢筋锈蚀,对钢筋混凝土桥墩的承载力进行非线性有限元分析.将计算结果与实测数据对比.分析结果显示:钢筋的锈蚀率和混凝土保护层开裂程度呈正比关系,但桥墩承载力降低很快,因此,当产生过宽的顺筋裂缝时,应及时采取修复措施.     

考虑粘结滑移的锈蚀梁非线性解析解及其应用

通过将锈蚀钢筋混凝土梁视为由锈蚀钢筋和混凝土组成的存在粘结滑移的组合梁,以锈蚀钢筋与混凝土之间的变形协调条件为依据,引入反映锈蚀钢筋混凝土力学性能的本构关系和锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结-滑移本构关系,推导出以纵向受拉钢筋拉力N表达的锈蚀钢筋混凝土梁非线性微分方程.通过求解该微分方程,给出了考虑粘结滑移的锈蚀钢筋混凝土梁非线性解析解,以该解析解为基础,给出了以锈蚀钢筋混凝土梁特征值～λ表达的截面协同工作系数理论表达式,通过对影响截面协同工作系数几个因素的讨论,获得了截面协同工作系数随～λ变化的规律及取值范围,得出了一些有益结论.     

钢筋锈蚀下RC梁剩余刚度计算研究

通过对普通钢筋的快速锈蚀试验数据分析得出锈蚀速率与各影响因素之间的关系,并结合锈蚀钢筋拉拔试验,研究粘结强度的衰减,将钢筋锈蚀影响引入到桥梁剩余刚度计算中,对规范公式进行修正,给出锈蚀后钢筋混凝土梁剩余刚度的计算公式修正方法,为旧桥评估提供参数。     

CFRP加固不同损伤度RC连续梁抗弯性能试验研究

用碳纤维布对9根相同尺寸的钢筋混凝土连续梁做了增强处理,通过改变连续梁的损伤度、碳纤维布的粘贴位置及层数等参数,研究碳纤维布对于钢筋混凝土连续梁抗弯性能的影响.试验结果表明：碳纤维布加固可以显著提高试验梁的抗弯承载力,对增强梁的抗弯刚度也有明显提高;试验梁的损伤越大,其承载力提高幅度越小,对于损伤较大的试验梁,在二次加载初期,碳纤维布加固并不能有效抑制初始裂缝的开展;增加碳纤维布的用量,可以进一步提高梁的抗弯承载力,但增强幅度降低.     

预应力CFRP布加固CRC梁的抗弯承载力计算

锈蚀钢筋会引起构件承载能力下降,为了提高构件承载力保证其完成预定的使用功能,需对其进行加固处理。结合锈蚀钢筋混凝土构件和预应力CFRP布加固后构件的受力特征,在相关试验研究的基础上,运用受力平衡方程,推导了锈蚀钢筋屈服、混凝土压碎及预应力CFRP布拉断等状态下的承载力计算公式,并将理论结果与试验结果进行了对比,吻合较好,可以用于指导工程实践。     

在用钢筋混凝土梁正截面承载力计算方法研究

混凝土中钢筋锈蚀易造成结构性能退化进而影响到结构的承载力，因此在已有研究成果的基础上，立足现行计算理论．提出在用钢筋混凝土梁承载力计算模型，可为混凝土结构耐久性评估提供科学的依据。     

碳纤维网格加固超载梁抗弯性能试验

为研究碳纤维网格加固不同幅值下超载梁的工作性能,本试验分别对5根超载梁进行了抗弯试验.以不同加载幅值、加固方式为变量,从试验的破坏形态、挠度变化、应变分析、裂缝的发展与分布、抗弯承载能力、混凝土和钢筋应变等,分析了碳纤维网格加固超载梁的性能.试验结果表明:超载幅值大小、加固方式和加固量都会影响梁的极限承载力、抗弯刚度和挠度、裂缝的发展和分布;在有限次超载作用下,桥梁构件的承载力提高,随着超载幅值的增大,受损严重的梁加固效果不如轻微或者中度超载梁的明显.