锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

鉴于现在广泛应用的拉拔式试验结果不能反映实际受弯构件中钢筋与混凝土的粘结性能,设计了梁式试件来研究钢筋与混凝土之间粘结性能.采用半干法的钢筋通电快速锈蚀法对钢筋进行锈蚀.在此基础上,对锈蚀钢筋的混凝土梁受力各阶段特征点的粘结应力及滑移值进行试验测定,拟合出粘结滑移曲线及锈蚀对粘结性能影响曲线.基于试验数据,提出了锈蚀率及锈胀裂缝宽度对钢筋与混凝土粘结强度影响系数的建议表达式.     

高强度CFRP板粘结性能试验研究

将CFRP板粘贴于混凝土梁的受拉面,可以有效地提高加固梁的抗弯承载力,而CFRP板与混凝土的枯结性能是影响加固效果的一个重要因素.通过30个高强度CFRP板粘结试件的双面剪切试验,研究混凝土强度、CFRP板宽度、结构胶类型、附加锚固措施等对CFRP板与混凝土之间的粘结强度与粘结应力分布的影响.研究表明,CFRP板与混凝土的粘结强度随混凝土强度的提高而提高,随CFRP板宽度的增加而降低;结构胶类型对其粘结强度有显著影响;合理的附加锚固措施能有效地提高CFRP板与混凝土之间的粘结强度.此外,基于试验结果提出计算高强度CFRP板与混凝土之间的粘结强度的Niedermeier修正模型.     

用数值分析方法预测钢筋混凝土的粘结强度

本文利用非线性有限元方法来处理钢筋混凝土的粘结问题,在建立材料模型时采用了单轴应力—应变全曲线,以及二维(三维)应力状态的破坏包络线(面),对钢筋和混凝土之间的滑移进行了模拟计算,得出了粘结剪应力、正应力与滑移量之间的关系曲线,以及钢筋附近的塑性变形区和裂纹分布呈圆锥形的分布图。计算结果与相应的拔出实验结果基本一致,另外还发现钢筋混凝土同样存在不连续强度。     

无粘结预应力钢筋混凝土无梁楼盖配筋计算

介绍无粘结预应力钢筋混凝土无梁楼盖的配筋计算方法，方法的核心是，用等代框架法进行结构内力分析计算，用荷载平衡法配置无粘结预应力筋。     

无粘结预应力钢绞线锈蚀损伤分析

通过采用加速锈蚀试验,研究无粘结预应力钢绞线在不同锈蚀条件下的力学性能指标随锈蚀率的变化规律,对比分析钢绞线在正常锈蚀和局部锈蚀条件下的名义极限强度、名义弹性模量、伸长率的差异,提出非截面积减小因素下的锈蚀对钢绞线的损伤。研究结果表明:锈蚀对钢绞线材性的影响不仅仅在于截面积的减少,锈蚀损伤主要原因在于锈蚀产生的腐蚀坑而形成的应力集中现象对钢绞线力学性能的严重影响;通过对比分析正常锈蚀和局部锈蚀下钢绞线的力学性能的差异,得到排除截面积减小影响下的名义极限强度锈蚀损伤比,并对锈蚀钢绞线进行损伤分析,得出锈蚀率与锈蚀损伤变量的关系。     

钢筋拉拔试验中粘结应力分布的曲线拟合

目前,对钢筋与混凝土粘结性能的研究主要采用钢筋直接拔出的方法,确定粘结应力r值随钢筋不同位置x的变化规律是研究中需要解决的主要问题。如何处理试验中得到的钢筋应变值以得到r值并绘出r-x曲线直接影响到试验的结果。解决该问题的方法主要有2种,一是假设r在两测点间均匀分布,将算得的平均值认为是中点处的r值,这种方法绘出的r-x曲线是分段的直方图,显然精度不高;二是假设两测点间的r服从二次曲线分布,根据数学条件来确定r-x曲线。这种方法过于复杂,求解困难。为此,提出了一种基于线性分布的新方法,并通过实例与现有方法进行了对比,验证了其准确性与简便性。该方法的提出能在一定程度上促进粘结性能的研究。     

锈蚀钢筋的疲劳试验研究

根据钢筋混凝土梁内锈蚀钢筋的试验结果，提出了锈蚀钢筋的疲劳曲线，为合理确定服役老化的混凝土桥梁的疲劳寿命提供必要的依据。     

钢筋混凝土结构锈蚀防护技术研究与应用

通过试验研究,科学评价新型钢筋阻锈剂Sika901的阻锈性能。将多项钢筋混凝土结构锈蚀防护技术应用于处于高浓度氯离子(Cl-)环境下的建筑物防护,从而构筑多道防腐蚀介质的防线。     

主筋锈蚀对钢筋混凝土梁承载特性的影响

基于适当的钢筋、混凝土本构关系以及锈蚀钢筋和混凝土的黏结滑移模型,建立有限元模型,对5根不同主筋锈蚀率的钢筋混凝土梁进行承载特性分析。获得了梁中点处的荷载-挠度关系,受力筋的应变分布以及钢筋与混凝土之间的滑移分布。研究结果表明：随着受力筋锈蚀率的增大,钢筋混凝土梁的极限承载力降低,延性下降,受力筋的最大拉应变和伸长量逐渐增加,钢筋和混凝土之间的滑移量也大幅增加。     

无粘结预应力钢绞线锈蚀后力学性能研究

随着预应力混凝土结构的广泛应用,其耐久性问题已经成为普遍关注的研究课题.钢绞线作为无粘结预应力结构的关键材料,研究其锈蚀引起的耐久性问题具有较强的现实意义.本文采用钢绞线加速锈蚀试验,研究无粘结预应力钢绞线锈蚀后的力学性能,分析不同锈蚀程度对钢绞线的名义极限强度、名义屈服强度、名义弹性模量、伸长率的影响,建立锈蚀率与钢绞线名义极限强度、名义屈服强度,名义弹性模量和伸长率之间关系的数学表达式,提出锈蚀钢绞线的应力-应变本构关系.对比普通钢筋锈蚀后的力学性能,研究表明:钢绞线与普通钢筋相比,对锈蚀更为敏感.本文建议在无粘结预应力混凝土结构中更应该关注钢绞线的锈蚀问题.     

钢筋混凝土结构锈蚀开裂模型研究

为揭示钢筋混凝土结构锈蚀开裂的机理和裂缝相关参数的发展规律,对钢筋锈蚀作用下混凝土的开裂全过程进行研究,并建立混凝土锈蚀开裂模型。模型采用混凝土材料受拉指数型软化形式和黏结裂缝理论,将锈蚀开裂过程分为保护层未开裂、部分开裂和完全开裂三个阶段。推导每一阶段对应的应力状态、径向位移和裂缝状态等力学参数的表达式,获得计算混凝土保护层裂缝宽度的控制方程,并且给出求解该方程的数值计算方法。基于所建立的模型,研究裂缝从钢筋黏结表面扩展到混凝土保护层表面的全过程行为,讨论裂缝宽度、环向应力等参数的变化规律,预测混凝土保护层表面开裂时间与相应的临界锈蚀率。研究结果表明：钢筋表面和保护层表面的裂缝宽度的差值随锈蚀时间逐渐减小并最后趋于零;混凝土裂缝宽度和锈蚀率之间表现为正线性相关关系;混凝土保护层厚度与钢筋直径之比、混凝土抗拉强度和锈蚀膨胀系数等因素直接影响着保护层锈蚀开裂时间;最后,基于黏结裂缝理论建立的混凝土结构锈蚀开裂模型能够有效地预测试验值,可为钢筋混凝土结构锈蚀开裂机理研究提供依据。     

锈蚀钢筋混凝土梁的有限元模拟

目前针对钢筋混凝土梁中钢筋锈蚀膨胀造成的混凝土损伤的研究,主要采取试验和有限元模拟的方法。试验方法往往带来周期长,结果精度低和离散性大等弊端;而有限元模拟则较好的克服这些问题。文章中提出的计算模型利用ADINA中的弥散裂缝模型,进行了网格密度的收敛性考虑,这样可以精确地计算裂缝的出现。同时利用弥散裂缝模型合理地模拟出裂缝的扩展过程,使其免受单元尺寸的影响。     

混凝土中钢筋锈蚀程度发展及力学性能影响

本文通过混凝土中钢筋锈蚀程度发展对保护层开裂和钢筋力学性能影响的研究,给出了过程中各影响因素间量变关系的试验结论.对建设工程钢筋混凝土方案设计、原材料的选用、施工方法和钢筋保护措施的确定,对已建成构筑物的修补和继续使用进行评定,对保证铁路工程构筑物长期安全性等都具有重要的实际意义.     

基于热-应力耦合分析的钢筋锈蚀作用下隧道衬砌结构性能劣化规律研究

为探究钢筋锈蚀对衬砌结构性能的影响,基于应力场与温度场的耦合分析建立拉拔试验数值模型,并通过试验与计算结果对比验证了模型的可靠性,最终构建锈蚀作用下的衬砌结构性能劣化模型,分析不同锈蚀率下衬砌结构的性能退化规律.研究结果表明:(1)随着衬砌内部钢筋锈蚀率的增大,衬砌各部位的变形量与第一主应力均有不同程度的增加;(2)随...     

加速锈蚀钢-混凝土组合梁的性能试验研究

通过恒电流加速模拟试验,研究了钢材锈蚀对钢-混凝土组合梁的耐久性影响规律;通过对试验结果的回归分析,得到了栓钉锈蚀后钢-混凝土组合梁抗弯承载力的计算公式。试验结果表明:随着通电时间的增大,栓钉的锈蚀率增大,组合梁的承载力降低;当通电量相同时,末刷防锈漆试件中的钢梁的锈蚀增加,栓钉的锈蚀降低,其承载力较高;随着栓钉锈蚀率的增大,梁刚度降低,在荷载作用下,梁的相对滑移变大。     

碳纤维筋与活性粉末混凝土粘结性能试验研究

通过拉拔试验,对活性粉末混凝土与碳纤维筋的粘结性能进行了试验研究,考察了水胶比、钢纤维掺量及硅灰掺量等材料参数对粘结性能的影响。试验结果表明:粘结滑移曲线的形状主要与碳纤维筋的表面形状有关,与活性粉末混凝土的配比无关;碳纤维筋与活性粉末混凝土的粘结强度随着水胶比的降低而提高,但是提高的幅度并不明显;钢纤维的掺入可以有效地提高粘结强度,是影响粘结强度的一个重要因素;掺入硅灰有利于改善粘结性能,但其掺量有一个最佳范围,在本次试验中,硅灰的最佳掺量为0.25~0.35。     

不锈钢钢筋混凝土梁抗震性能试验研究

通过3根不锈钢钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁的拟静力试验,研究不锈钢钢筋混凝土梁的抗震性能。结果表明:试验梁在荷载作用下均经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和强度退化阶段;与普通钢筋混凝土梁相比,不锈钢钢筋混凝土梁的屈服位移、极限位移和位移延性系数均有明显增大,延性性能得到改善,强度和刚度退化较为平缓,滞回曲线较为饱满,滞回环面积加大,其总耗能是普通钢筋混凝土梁的2.36～4.25倍,其能量耗散系数是普通钢筋混凝土梁的1.12～2.63倍,表现出良好的抗震性能。随着配箍率的增加,不锈钢钢筋混凝土梁试件的极限承载力、屈服强度、延性、耗能能力逐渐增大,刚度退化减缓。随着混凝土强度的提高,试验梁的承载能力、屈服强度、刚度和总耗能明显提高,但位移延性系数有所降低。     

钢筋混凝土T梁斜截面抗剪性能试验研究

重载铁路部分32 m预应力混凝土T梁腹板斜向开裂现象日渐突出。为了深入探究铁路典型T梁斜截面抗剪性能,设计制备了1片跨度5.0 m的钢筋混凝土模型梁,通过静载试验研究混凝土抗裂性能和斜截面开裂后梁体的力学性能。结果表明：不考虑塑性系数时纯弯段混凝土弯曲抗拉强度大于轴心抗拉强度,腹板斜截面混凝土抗拉强度与混凝土轴心抗拉强度接近;不考虑塑性影响的剪弯段混凝土弯曲抗拉强度略低于轴拉强度;模型梁斜截面开裂后,在外荷载作用下斜裂缝宽度变化沿梁高方向的分布无明显规律。当荷载达到剪压破坏抗剪承载力理论值时,箍筋屈服,梁体未发生剪压破坏。经过3次循环静载作用后,梁体纵筋未屈服,纯弯段上缘混凝土仍处于正常工作状态。     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。