不同钢筋位置下锈蚀钢筋混凝土梁粘结性能分析

为了研究锈蚀钢筋所处的不同位置对钢筋混凝土梁粘结性能的影响,本文对12个不同锈蚀纵筋位置的梁式试件进行了4点弯曲加载。试验结果表明:纵筋位于混凝土梁底角部试件与其位于梁底中部的试件相比,在理论锈蚀率为0%、1%、2%、4%、8%时粘结强度分别降低17%、20%、46%、26%、18%。基于试验结果,建立了考虑钢筋位置的锈蚀钢筋-混凝土界面平均粘结应力-滑移本构方程。基于ANSYS软件,利用粘结-滑移本构关系进行数值模拟。结果表明,考虑钢筋位置的粘结-滑移本构模型能够有效计算平均极限粘结应力,数值模拟值与试验值吻合较好。此外,本文提出考虑钢筋位置的钢筋混凝土梁随锈蚀率变化的极限粘结强度劣化模型。

钢纤维自应力混凝土受拉应力-应变全曲线试验研究

通过直接拉伸试验研究了不同自应力等级下的钢纤维自应力混凝土的受拉应力-应变全曲线特征.从方便计算的角度上建议上升段采用比例方程表示,下降段简化为以拐点分界的两部分直线.钢纤维自应力混凝土抗拉强度为混凝土基体的抗拉强度与自应力值之和;曲线下降段拐点的应变定义为500×10-6,并提出拐点应力计算公式.这种在试验基础上的简化,方便了钢纤维自应力混凝土结构的应力和应变分析.

钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道抗裂性能研究

钢纤维自应力混凝土是一种具有很高抗拉强度的新型结构材料,将其应用到水电站钢衬钢筋混凝土压力管道中,可以明显地改善管道的抗裂能力.通过一系列大比尺管道试验,对比了钢衬钢筋混凝土压力管道、钢衬钢纤维混凝土压力管道、钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道抗裂性能.试验结果表明,钢纤维自应力混凝土能够明显地提高压力管道的抗裂承载力.依据试验结果并结合理论推导,给出了钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道开裂荷载的计算公式.

大比尺钢衬钢筋混凝土马蹄形压力管道改性试验研究

为从根本上解决常规钢衬钢筋混凝土压力管道因运行期的裂缝过宽而带来的结构耐久性问题,采取将常规混凝土改性为高性能的钢纤维混凝土或钢纤维自应力混凝土的方法。以某水电站全背坝面管为原型,以1:10缩尺制作了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道模型和钢衬钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道模型。试验结果表明,改性为钢纤维混凝土的压力管道表现出很好的限裂能力,其初裂荷载有一定的提高,管道裂缝宽度显著下降;改性为钢纤维自应力混凝土的压力管道表现出很好的抗裂能力,管道的初裂荷载有了大幅度的提高,钢材的性能也得到了较充分的利用。模型试验的结果显示了改性钢衬钢筋混凝土压力管道良好的应用前景。

单层工业厂房上部承重结构体系可靠性评定方法

为评定单层工业厂房上部承重结构可靠性,提出了一种将层次分析法(AHP)与灰色聚类分析法相结合的可靠性评估方法.依据《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB50144-2008)相关规定,提出采用承载功能、结构整体性、使用状况、结构水平位移作为灰色聚类分析的聚类指标,并采用层次分析法确定各指标对结构体系可靠性影响的权重;采用层次分析法,充分考虑构件的位置、类型对上部承重结构可靠性的影响程度差异,确定构件权重系数,评定上部承重结构承载功能等级;提出聚类指标灰类等级划分标准,并根据厂房现状及承载能力验算结果,为聚类指标赋予白化数;通过聚类分析,构造聚类向量,按最大隶属度原则,确定结构体系可靠性等级及隶属度.工程实例验证表明,依据所提方法所得评定结果与GB50144-2008评定结果一致,能够满足工程实际的应用.

钢纤维自应力混凝土的膨胀特征和自应力计算

进行了不同配筋率下的钢纤维自应力混凝土1～28d限制膨胀变形的测量试验,研究了钢纤维自应力混凝土的限制膨胀变形随龄期变化规律,提出了限制变形与钢筋配筋率的指数关系以及钢筋与钢纤维共同作用时的混凝土变形规律.同时,由限制变形规律,根据截面平衡条件,提出了配筋钢纤维自应力混凝土的自应力计算模式.

配筋钢纤维自应力混凝土的抗拉强度计算

通过直接拉伸试验 ,测量了配筋钢纤维自应力混凝土的抗拉强度 .试验参数包括 3个自应力等级、3个纤维体积率、4种配筋率 .试验结果表明 ,在钢筋和钢纤维联合作用下 ,自应力混凝土的抗拉强度得到明显的提高 ,并由统计分析给出了配筋钢纤维自应力混凝土的抗拉强度计算公式 .

钢纤维自应力混凝土压力管道自应力计算方法

钢纤维自应力混凝土能大幅度提高压力管道的抗裂承载力。然而钢筋、钢纤维和自应力混凝土相互作用以及管道形状的影响使得混凝土的自应力计算很复杂。本文根据弹性力学理论,提出了不同截面形状(圆形和马蹄形)钢纤维自应力混凝土压力管道的自应力计算方法,并通过应变测量试验来验证,计算结果和试验结果符合良好。

钢纤维自应力混凝土膨胀变形的长期性能研究

对不同限制程度下钢纤维自应力混凝土的膨胀变形进行了测量.结果表明:钢纤维自应力混凝土365 d的膨胀变形变化很小,基本上与28 d的膨胀变形持平,也就是说自应力损失程度较低,能够满足结构设计所要求的自应力水平.同时,提出了限制变形与钢筋配筋率的指数关系以及钢筋与钢纤维共同作用时自应力混凝土的变形规律.

钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道裂缝宽度的计算

本文通过4个钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道的模型试验,研究了钢纤维自应力混凝土对压力管道裂缝控制的影响因素,近似地将外包混凝土看作是轴心受拉构件,采用与现有混凝土规范相对应的模式提出了钢纤维自应力混凝土压力管道的裂缝宽度计算方法。试验表明,该裂缝宽度计算模型物理力学意义表达明确,利用钢纤维和自应力混凝土可以有效地降低管道外包混凝土的裂缝宽度,且试验结果与本文公式计算结果吻合良好。

单层工业厂房上部承重结构体系可靠度计算方法

针对现行《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144—2008)仅能评定工业厂房的可靠性等级,无法计算其结构体系具体可靠指标的局限性,以既有单层工业厂房上部承重结构体系为研究对象,结合层次分析法的理论研究成果,确定了上部承重结构体系可靠指标的分级标准;针对同类构件在安全性等级不同情况下结构体系承载功能的影响程度也存在差异的问题,提出构件等级权重比这一概念,并依据GB 50144—2008分别确定了不同安全性等级的重要构件和次要构件对应的权重系数;最终提出了根据构件的类型、位置和安全性等级确定构件的权重系数,并结合构件可靠指标计算了单层工业厂房上部承重结构体系承载功能的可靠指标。将所提方法评定的结果与GB 50144—2008及灰色聚类分析评定的结果分别进行对比验证。结果表明:所提方法计算简单,能用具体的可靠指标反映结构承载工程的可靠性状态,可以满足工程应用的需要。

我国村镇混凝土住宅工程质量的现状和展望

我国随着社会主义新农村建设的逐步展开,村镇住宅工程质量在总体水平上有很大提高,但各地的质量状况还不平衡。村镇住宅工程质量通病,由于量广面大,严重影响了村镇居民的正常使用。因此,加强混凝土住宅工程质量通病研究,以有效地预防、治理混凝土住宅工程质量通病。提高住宅工程质量水平,成为了目前村镇住宅工程建设的当务之急。

钢纤维增强微膨胀混凝土长期限制变形的试验研究

对不同限制程度下钢纤维增强微膨胀混凝土的限制膨胀变形进行了测量。结果表明,经过3年和5年后,当膨胀剂掺量很低时,膨胀变形回缩很大;当膨胀剂掺量达到一定程度时,混凝土的长期膨胀变形变化很小,基本上与试件90d的变形持平,也就是说膨胀变形损失较低,能满足结构设计对增强或补偿收缩作用的要求。

内水压下钢衬钢纤维混凝土压力管道截面应力计算

钢纤维混凝土是控制钢衬钢筋混凝土裂缝的一个有效途径 ,但钢纤维加入到混凝土中使结构计算变得复杂 ,现有的钢衬钢筋混凝土压力管道的计算方法不再适用 .因此根据结构的受力特点以及钢纤维混凝土的特性提出了钢衬钢纤维混凝土压力管道的计算方法 ,该方法是受力全过程分析 ;

考虑表面氯离子质量分数的沿海混凝土桥梁氯离子扩散修正模型

为了研究沿海距海岸距离为5~40km钢筋混凝土桥梁的氯离子扩散规律,建立与之相适应的氯离子扩散模型,对沈山(沈阳—山关海)高速公路沿线25座钢筋混凝土桥梁进行钻芯取样,研究了表面氯离子质量分数和水胶比的关系。引入表面氯离子质量分数实测值与拟合值的比例系数,建立表面氯离子质量分数和距海岸距离的数学关系,结合氯离子表观扩散系数的时间效应对Fick第二定律的解析解进行修正。通过对比实测值和修正模型的拟合值验证模型的适用性。结果表明:构件表面氯离子质量分数与水胶比成正比,比例系数服从正态分布的统计规律;构件表面氯离子质量分数随着距海岸距离的增加而逐渐减小,二者呈指数关系;由修正后的氯离子扩散模型计算得出的拟合值能够包络大多数实测值,拟合结果偏安全。

不同保护层厚度下微锈蚀钢筋混凝土粘结性能梁式试验研究

采用稳压恒流电源对钢筋进行加速锈蚀,通过法拉第定律控制锈蚀量,对微锈蚀钢筋混凝土梁式试件进行粘结性能试验研究,并依据试验结果开展理论分析。试验测量了试件角部的钢筋和底边中部的钢筋在不同保护层厚度下的钢筋各点的应变,由测得应变,通过微段平衡求解出各测点的粘结应力。根据各测点的粘结应力拟合出粘结应力沿整个锚固长度的变化曲线。并结合试件自由端的荷载-滑移曲线分析保护层厚度、钢筋位置、锈蚀程度对试件粘结性能的影响。试验结果表明,钢筋的轻微锈蚀提高了试件的极限粘结强度,但使粘结应力沿锚固长度的分布更不均匀,降低了锚固长度的利用率;另外,位于梁底中部钢筋的粘结强度要高于位于梁底角部钢筋,同时,保护层厚度的增加有利于粘结强度的提高。

大比尺马蹄形钢衬钢筋混凝土压力管道试验研究

以三峡大坝背管压力管道为原型,按照1∶10进行几何缩尺,制作了内径达1.24 m的钢衬钢筋混凝土压力管道。使用新型内水压力施加方法,进行了模型试验,掌握了钢衬钢筋混凝土压力管道在内水压力作用下的工作机理。通过与同系列模型试验的比较,对钢衬钢筋混凝土压力管道模型试验有了进一步的认识。最后针对常规钢衬钢筋混凝土压力管道,参照相关领域研究成果,比较选择了符合试验结果的初裂荷载计算公式、裂缝间距最大缝宽计算公式以及管道强度设计公式,以供设计使用。

基于毛细管负压理论的纤维混凝土早期水平收缩试验

为了研究聚丙烯纤维不同参数对混凝土早期水平收缩的影响,基于毛细管负压理论,进行了水平收缩试验。分别采用水势张力计及万用表测试了混凝土内部早期毛细管负压及电阻的发展,得到了混凝土早期毛细管负压及电阻发展的全过程曲线,将毛细管负压和电阻发展曲线结合在一起,得到混凝土早期毛细管负压的空气进入值Paev,并探索了纤维不同参数与Paev之间的关系,给出了综合考虑纤维体积率和纤维长度的参数G与Paev之间关系的表达式;另外,利用高精度激光位移传感器测试了混凝土早期的水平收缩变形发展过程。结果表明:聚丙烯纤维加入混凝土后有效地减缓了混凝土内部早期毛细管负压的发展速率,并显著降低了毛细管负压的极限值,从而抑制了混凝土早期的水平收缩变形,同时提高了混凝土早期毛细管负压的Paev值,即提高了混凝土早期的抗裂强度;当纤维体积率为0.1%,纤维长度为18 mm时,混凝土早期毛细管负压的空气进入值Paev达到41.1 kPa,抵抗局部开裂的能力最强,同时早期水平收缩变形得到较好地抑制,水平收缩最大值相比素混凝土降低72.6%。

钢纤维自应力混凝土受拉构件的界限配筋率

钢纤维自应力混凝土是一种新型的建筑材料 ,根据它的限胀增强特点 ,设计中必须确定配筋上下限 ,以保证结构安全和经济合理。本文分别讨论了钢纤维自应力混凝土最小配筋率和最大配筋率计算方法。

限制下钢纤维自应力混凝土的长期变形试验研究

钢纤维自应力混凝土是具有较高抗拉强度的高性能混凝土,其中稳定的自应力水平是保证混凝土高性能及构件安全性的关键所在,钢纤维自应力混凝土必须具有长期稳定的膨胀变形性能。该文从影响钢纤维自应力混凝土试件膨胀变形的因素入手,在不同钢纤维类型和纤维体积率、不同自应力等级、不同配筋率条件下,分别对3 a龄期与5 a龄期钢纤维自应力混凝土试件的膨胀变形性能进行试验研究。结果表明,钢纤维自应力混凝土试件的长期变形值基本维持在试件90 d左右的变形值,能够保证结构长期使用下的自应力稳定性。在结构设计时,可参照试件90 d左右的变形值进行设计。