力与碳化侵蚀耦合作用下TRC叠合梁的正截面受弯承载力退化研究

为研究TRC-SIP-F及其现浇混凝土叠合梁在应力和碳化共同作用下的力学性能以及弯曲应力作用下叠合梁不同部位的碳化深度.利用织物增强混凝土(TRC)预制永久性模板制作叠合梁构件,采用加速碳化试验方法,进行承载力试验,分析2根普通RC梁和5根TRC叠合梁在碳化侵蚀作用下不同应力水平对TRC叠合梁受弯性能的影响.结果表明:碳化侵蚀后TRC叠合梁的力学性能退化情况优于普通RC梁,碳化侵蚀后的TRC叠合梁相比未碳化叠合梁承载力有所提高,但延性有所下降.结合试验数据分析碳化弯曲应力影响系数,得出碳化弯曲应力影响系数和应力水平、测点位置的多项式关系;推导TRC叠合梁碳化侵蚀后承载力计算公式,理论计算结果和试验结果吻合情况良好.     

不同应力状态下钢筋混凝土梁加速腐蚀试验研究*

开展了不同应力状态下钢筋混凝土梁电解液加速腐蚀试验,研究了加速腐蚀试验中通电时间、钢筋腐蚀率和荷载水平等外界条件对试验构件力学性能的影响,分析了钢筋锈蚀过程中梁截面应变变化和锈蚀裂缝产生情况,为进一步开展应力状态下钢筋混凝土梁的研究提供了试验参考。     

港口工程高强钢筋混凝土梁受剪极限状态分析

通过对配置HRBF500高强钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受剪试验,并依据《水运工程混凝土结构设计规范》条文规定,研究该高强钢筋在港口工程混凝土受剪构件中的应用。试验观测构件斜裂缝开展规律及破坏形态,采集构件不同状态时的荷载数据。依据《港口工程荷载规范》条文规定,并引入荷载长期影响系数,分析构件斜截面极限承载力及正常使用极限状态斜裂缝宽度。研究结果表明,配置高强钢筋的混凝土梁斜向开裂规律与普通梁基本相同,其钢筋强度可以被充分利用,基于水运规范所得极限承载力和考虑荷载长期影响的正常使用阶段斜裂缝宽度满足要求,且有较好的安全储备。     

锈蚀钢筋混凝土桥墩滞回性能的数值模拟

基于钢筋混凝土桥墩低周反复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立桥墩的有限元计算模型,并对其进行承载力验证及低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,与相应试验结论吻合较好.通过施加温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用,进一步研究钢筋锈蚀后桥墩在不同锈蚀率下滞回曲线、骨架曲线以及桥墩耗能能力.分析比较表明:用温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用可以取得令人满意的结果.本方法可供锈蚀桥墩的抗震性能研究参考.     

钢筋混凝土梁的抗弯性能实验研究

基于舟山海港码头的锈蚀钢筋混凝土梁的足尺实验研究,对于海洋环境侵蚀引起钢筋锈蚀而导致的钢筋混凝土梁的耐久性失效情况进行了全面的研究,包括混凝土和钢筋材料性能的变化、抗弯承载能力的变化。基于材料性能的变化,利用有限元3D模型进行对照;分析了锈蚀钢筋混凝土梁在加载实验后的破坏过程和破坏形式,结合电化学加速的实验研究结果,研究了锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯破坏机理和混凝土与钢筋的粘结应力,为钢筋混凝土结构的耐久性设计提供了依据。     

高桩梁板码头体系可靠度计算及寿命预测

氯离子侵蚀是造成高桩梁板码头钢筋锈蚀、承载力下降、寿命缩短的首要原因。通过分析海洋环境下高桩梁板码头钢筋锈蚀的全过程,以及码头构件抗力衰减的影响因素,在蒙特卡罗法的基础上,抽样时采用超拉丁立方抽样方法,计算了高桩梁板码头体系可靠度,最后给出了某码头横梁钢筋锈蚀深度及体系可靠度随时间的变化曲线,并根据体系可靠度变化曲线预测了码头寿命。寿命预测结果较为合理。     

不同层数CFRP布加固锈蚀RC梁抗弯承载力试验研究

给出CFRP布加固锈蚀RC梁抗弯承栽能力试验研究的结果.共浇筑了10根试件(150 mm×250 mm×1400 mm),其中2根试件作为基准梁既不腐蚀也不加固,2根试件进行腐蚀但不加固,其余6根试件腐蚀后并用不同层数CFRP布加固.腐蚀试件的锈胀裂缝宽度均达到0.3 mm.四点弯曲抗弯承载力试验研究结果表明:钢筋锈蚀质量损失小于5%时,结构的承载能力没有明显退化;粘贴1层、2层和3层CFRP加固腐蚀梁的极限荷载相对未加固梁的极限荷载分别平均提高了29.3%,41.8%和57.0%.此外,在腐蚀较为严重的华南沿海某码头结构加固工程中的成功应用表明,采用碳纤维布加固腐蚀码头结构,效果良好.     

不同环境条件下考虑荷载影响的氯离子扩散模型

钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土构件耐久性破坏的重要因素之一,氯离子侵蚀是海洋环境下钢筋锈蚀的首要因素。根据相关文献给出的不同海洋环境、不同荷载水平作用下混凝土中氯离子扩散的实验数据,通过拟合给出氯离子扩散荷载影响系数与构件应力状态之间的关系式及混凝土表面氯离子浓度随时间变化的统计公式,建立了考虑荷载影响的氯离子扩散模型。多组现场实测数据检验表明,建立的考虑荷载影响的氯离子扩散模型是合理的,具有较好的适用性与实用性。     

混凝土结构钢筋锈胀数值模拟

通过对混凝土梁在钢筋锈蚀膨胀作用下的开裂全过程进行模拟,得到混凝土梁在钢筋均匀锈蚀膨胀和非均匀锈蚀膨胀情况下的裂缝产生和发展的情况,分析了保护层胀裂时的钢筋膨胀率的影响因素,其中包括混凝土保护层的厚度、钢筋直径、混凝土的强度等级。通过比较试验数据与前人研究成果,结果都体现了相同的钢筋锈胀规律。在此基础上,提出结构耐久性的影响因素并指导结构耐久性设计。     

锈蚀钢筋混凝土大偏心受压柱的数值模拟

基于锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究结果,运用ANSYS有限元分析软件,对锈蚀钢筋混凝土大偏心构件进行分析,通过温度场模拟钢筋锈蚀作用,得到锈蚀构件破坏特征及承载力随锈蚀程度的变化规律。经对比试验结果,该有限元模型数值计算与试验结果能较好吻合,温度场模拟钢筋锈蚀较理想。对不同直径钢筋影响受压柱承载力和裂缝分布规律进一步分析,结果表明:同等条件下,随着钢筋直径增加,钢筋锈胀力减小,裂缝开裂分布区域发生变化。     

混凝土构件直接粘贴CFRP加固的腐蚀界限研究

为弥补现有规范不足、解决不同腐蚀等级构件碳纤维加固效果参差不齐的问题,在氯化钠溶液中通电模拟海洋腐蚀环境,加速腐蚀出不同腐蚀程度的RC梁,粘贴CFRP加固后进行加载试验,通过分析不同腐蚀程度构件承载力损失和直接粘贴、凿除粘贴两种CFRP处理方式的加固效果,研究腐蚀等级对海工RC梁CFRP抗弯加固的影响,并探讨直接粘贴CFRP加固的腐蚀界限。结果表明,在低腐蚀等级条件下,直接粘贴CFRP加固能有效减小腐蚀梁在荷载作用下的主裂缝宽度,减缓梁开裂的时间,提高抗弯承载力和整体刚度,但随腐蚀等级的增加,这些作用越来越弱,当梁腐蚀裂缝宽度超过1 mm、主筋锈蚀率达15%时,直接粘贴CFRP加固已不再适合。     

GFRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料筋(GFRP)代替传统钢筋,开展了以GFRP筋的抗拉强度、平衡配筋率、最小配筋率、挠度为控制条件的不同配筋情况下GFRP筋增强混凝土梁的力学性能试验,对GFRP梁在荷载作用下的截面特性、裂缝分布、极限承载力和破坏形式等力学特性进行深入研究,为进一步在工程中开展应用提供了试验参考.     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算及破坏截面预测

通过锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验,在已经提出的基于锈胀裂缝宽度的锈蚀率计算方法基础上,根据承载力试验结果建立了基于计算锈蚀率的锈蚀梁承载力计算方法,同时提出了锈蚀梁危险截面位置的预测方法,与已有研究成果的对比表明,该方法具有良好的准确性和实用性,可以为锈蚀梁残余承载力和危险截面的预测提供参考。     

海洋环境下钢筋混凝土构件抗力随时间变化模型研究

考虑混凝土强度变化、钢筋锈蚀过程、混凝土碳化和钢筋锈蚀引起的混凝土与钢筋之间粘结能力的改变等因素,建立了高桩码头钢筋混凝土构件抗力随时间变化的随机过程模型。通过算例研究了混凝土碳化、氯离子侵蚀、混凝土强度、构件所处水位等对高桩码头钢筋混凝土构件抗力的影响。并提出海洋环境条件和使用荷载作用下钢筋混凝土构件的累积损伤、裂缝宽度计算方法、裂缝宽度对氯离子侵蚀速度的影响、以及钢筋混凝土码头健康状态诊断方法等。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度退化研究

在大量锈蚀钢筋混凝土梁试验数据的基础上,计算得到不同锈蚀方式和锈蚀率等情况下试验梁的抗弯刚度退化系数,拟合给出钢筋锈蚀率与梁抗弯刚度退化系数的理论计算公式,并通过对新制作的钢筋混凝土试验梁通电加速腐蚀试验,验证计算公式的可靠性和准确性。     

混凝土内通电锈蚀钢筋锈蚀率计算

钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性问题的首要原因,钢筋锈蚀不仅导致自身截面损失,力学性能降低,同时引起混凝土开裂和降低与混凝土的黏结强度。为在较短期限内获得大量锈蚀钢筋试件,国内外学者多采用通电加速锈蚀方法。文中,研究氯离子侵蚀下的混凝土试块内钢筋的通电加速锈蚀问题,在运用Fick定律计算获得钢筋起锈时间的前提下,基于Faraday电解定律,推导并获得了钢筋锈蚀率的计算公式,并最终得到试验验证。研究结论和试验方法可为通电加速试验在实验室中的运用提供参考依据。     

氯盐和硫酸盐侵蚀下RC梁受弯性能分析

考虑到氯盐对钢筋锈蚀会引起钢筋横截面损失和粘结强度下降,硫酸盐对混凝土侵蚀会引起混凝土强度改变,因此,建立受腐蚀钢筋混凝土（ reinforced concrete ,RC）梁的有限元分析模型,利用大型有限元ANSYS分析软件,对腐蚀梁的受力性能进行模拟分析,模拟结果与实验结果吻合,说明采用非线性有限元方法分析锈蚀梁受力性能正确有效。     

FRP筋混凝土简支深梁力学性能试验研究

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料筋(FRP)代替传统钢筋,开展了不同配筋情况下FRP筋增强混凝土深梁的力学性能试验,对FRP深梁在荷栽作用下的截面特性、裂缝宽度、极限承载力和破坏形式等力学特性进行深入研究,为进一步在工程中开展应用提供了试验参考.     

港口工程钢筋混凝土结构性能退化模型研究

根据应力和氯离子共同作用下港口工程混凝土结构的性能退化机理,确定了描述结构性能退化的参数：以承载 力描述结构安全性退化,以刚度和纵向裂缝描述结构适用性退化。考虑了应力大小、持续时间和氯离子对结构性能的综合 影响,提出了港口工程钢筋混凝土结构钢筋锈蚀率计算模型。以钢筋锈蚀率为表征参数,通过理论分析和室内试验,建立 了港工钢筋混凝土结构承载力衰减模型、纵向裂缝开展模型和刚度退化模型。