锈胀开裂钢筋混凝土粘结疲劳性能试验研究

重复加载和锈胀开裂均会导致钢筋混凝土粘结性能退化,进而对钢筋混凝土构件力学性能产生不利影响。该文开展了一系列偏心拔出试验,研究了重复加载以及锈胀开裂对粘结滑移性能的耦合影响规律。主要研究变量包括重复加载次数、应力水平以及钢筋锈蚀程度。结果表明:重复加载对非锈蚀试件和锈胀开裂试件粘结强度及峰值滑移没有显著影响,但会导致钢筋和混凝土之间不断累积残余滑移。重复加载后,粘结应力-滑移曲线形态特征与单调加载试件相似。该文还发现表面锈胀裂缝宽度对粘结强度、峰值滑移以及残余滑移的增长规律有明显影响。锈胀开裂会导致钢筋混凝土试件粘结疲劳寿命显著下降。基于试验数据及文献中研究结论,该文建立了重复及单调荷载作用下非锈蚀及锈胀开裂试件的局部粘结应力-滑移本构关系模型,推导得到了粘结疲劳寿命预测模型。

超大型极地海上重力式混凝土平台结构分析及全过程模拟

极地油气资源非常丰富,具有很大的开发潜力。重力式混凝土平台具有集成程度高、耐久性能优异等优点,在极地油气资源开采中具有广阔的应用前景。文章以北极某油气开采项目为背景,给出了该类型重力式混凝土平台冰荷载、风荷载、波浪荷载、海流荷载、基底反力以及温度荷载的计算方法。针对重力式混凝土平台的荷载工况组合,介绍了包括中国船级社(CCS)、国际标准化组织(ISO)、挪威船级社(DNV)、美国石油协会(API)以及欧盟(EN)在内的多国组织行业规范对荷载种类选取的要求,明确了本项目应采用的荷载工况组合。针对重力式混凝土平台在拖航、安装和在位服役阶段的全过程受力情况进行了有限元模拟,验证了平台结构在三个阶段的可靠性。

3D打印技术在工程建设中的应用及前景

近年来,3D打印技术受到国内外技术人员的格外重视,在各行业中发展迅速,并逐步得到应用。通过惯3D打印技术在建筑工程中的应用的基础上,简要阐述3D打印技术的概念及其在建筑工程中应用的可行性,介绍了现有3D打印建筑的应用实例和设想,通过对3D打印结构力学性能的分析,对3D打印技术应用于建筑工程的前景进行展望。综述表明:将3D打印技术应用在工程建设领域既面临机遇也面临挑战。面临的挑战包括价格昂贵、需要建立对3D打印技术的性能评价体系等。提出未来的进一步发展需要政府、企业、研究单位的合作,共同推进3D打印技术在建筑工程的应用与普及。

钢筋混凝土黏结性能拔出试验研究

基于16个不同保护层厚度及箍筋间距的梁端式试件,研究保护层厚度及箍筋的耦合作用对极限黏结强度的影响。试验结果表明:增大保护层厚度可以显著提高极限黏结强度;配置箍筋可以增大极限黏结强度,但是增大幅度较小;当保护层厚度较大时,箍筋对极限黏结强度的贡献作用减小。从混凝土保护层以及箍筋两种约束出发,提出了混凝土保护层增强系数、箍筋增强系数的概念,并提出可综合考虑混凝土保护层厚度与强度、箍筋数量及锚固黏结长度影响效应的极限黏结强度的计算式。

变形钢筋与混凝土黏结性能研究综述

从黏结试验方法、黏结强度和黏结应力-滑移本构关系三个方面,对单调及重复荷载作用下钢筋混凝土黏结性能相关研究进行了综述。对于中心拔出试验,钢筋与混凝土的黏结受力状态与实际工程结构有偏差,而梁式或梁端式黏结试验是相对较为理想的黏结试验方法。单调荷载作用下,对于非锈蚀钢筋混凝土,黏结强度以及黏结应力-滑移本构关系的研究均较为完善,成果已在各国或地区规范中体现;对于锈蚀钢筋混凝土,黏结强度劣化规律的研究已有大量数据积累,并已建立了以钢筋锈蚀率或锈胀裂缝宽度为变量的黏结强度劣化模型,但单调荷载作用下锈蚀钢筋混凝土黏结应力-滑移本构关系模型有待进一步完善。重复加载作用下钢筋混凝土黏结滑移性能的研究相对较少。已有研究结果表明:无论钢筋是否锈蚀,重复加载对黏结强度都没有显著影响,但是会导致钢筋和混凝土之间产生残余滑移,随加载次数和应力水平增大呈不断累积增长的趋势。根据目前研究现状,对于劈裂破坏模式下的黏结应力-滑移本构模型、腐蚀电流密度对黏结强度劣化规律的影响,基于表面锈胀裂缝宽度的黏结强度劣化模型、锈蚀钢筋与混凝土在单调及重复荷载作用下的黏结应力-滑移本构模型等,有待进一步研究。

纤维增强复合材料增强和修复加固大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能研究

利用纤维增强复合材料(FRP)和纤维增强水泥基复合材料(ECC),对两种方形截面大尺寸钢筋混凝土柱进行抗震增强和修复加固,研究大尺寸条件下的加固效果。对于未损伤试件,采取的措施为GFRP布环向包裹;对于损伤试件,采取的措施为ECC修复、CFRP布纵向增强以及GFRP布环向约束。试验结果表明,增强加固试件的承载力、延性以及耗能能力会有不同程度的提高,但是增强效果随截面尺寸增大而降低。对于修复试件,其延性可以恢复至原来水平甚至略有提高,而承载力的恢复效果随着截面和损伤程度的增大而降低。

复材增强约束珊瑚骨料混凝土柱抗震性能试验研究

纤维增强复合材料具有轻质高强、耐腐蚀等优点,可广泛应用于海洋工程结构,从根本上解决传统工程结构面临的钢材锈蚀问题。将复材管、拉挤型材和珊瑚骨料混凝土进行组合应用,提出了一种复材增强约束珊瑚骨料混凝土组合柱,并通过拟静力试验对其抗震性能进行了研究。研究变量包括轴压比、复材管缠绕角度、复材管厚度,重点探讨了不同情况下组合柱的破坏模式、极限承载力、耗能以及延性特征等的变化规律。结果表明,所有试件破坏模式均为内部拉挤型材断裂,同时混凝土压碎。改变试件轴压比、复材管缠绕角度、复材管厚度会对试件抗震性能产生影响。

基于表观属性的毛竹轴向抗压强度预测模型研究

竹材是中国传统建筑中常用的建筑材料,不但轻质高强,而且绿色环保,具有"植物钢筋"的美誉。在发展绿色节能建筑方面,生长速度快、可分解再生、固碳效率高的竹子具有天然优势。然而,生物质材料力学强度具有离散性大等缺点,原竹的工程应用受到一定限制。为此,对湖北咸宁产毛竹采用无损预测,研究变量包括节间长度、外周长、截面积、壁厚、维管束面积占比、含水率变化等。在表观属性分析以及轴压试验的基础上,提出毛竹承载力评估模型,为竹材的工程应用提供参考。