鼓浪屿历史建筑带肋方形钢筋的物理性状和腐蚀原因分析

从鼓浪屿历史建筑(1920~1930年)中实地取样了3种带肋方形钢筋,采用统计分析和微观测试方法,对钢筋的物理性状和腐蚀原因进行了深入研究和分析。结果表明:鼓浪屿历史建筑中混凝土构件所用带肋方形钢筋的横肋高、横肋与纵轴夹角满足国内外现行规范要求,但横肋间距、相对肋面积不满足要求;金相显示所用带肋方形钢筋没有发现有害的带状组织、魏氏组织以及回火马氏体组织;从化学成分判断,所用钢材品种类似于现代的非合金钢(碳素钢),且多为低碳钢;多数钢筋中的磷元素和硫元素含量偏高,说明当时的钢材质量等级较低;不同历史建筑、不同混凝土构件所用方形钢筋的力学性能差异较大,1#钢筋和2#钢筋分别满足现行规范对于HRB400和HRB600的性能要求,但3#钢筋不满足规范对HRB335的性能要求;结构加固计算分析时不能仅依据钢筋的表面特征划分钢筋级别,需要对其力学性能进行检测、鉴定;钢筋的铁锈成分比较复杂,包括Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH、Fe_(2)O_(3)、Fe(OH)_(3)等多种成分,据此判断混凝土碳化、海洋环境中的氯盐侵蚀以及二者的共同作用是导致鼓浪屿历史建筑钢筋腐蚀的主要原因。

民国钢筋混凝土历史建筑的锈胀开裂寿命预测方法

为准确评估使用方形钢筋的民国钢筋混凝土历史建筑的耐久性,对其锈胀开裂寿命的预测方法进行研究.首先,对9个民国钢筋混凝土历史建筑的混凝土构件进行现场检测分析,获得混凝土的抗压强度、混凝土保护层厚度、混凝土的碳化深度等数据,并据此对原有的碳化系数计算公式进行修正.然后,对民国方形钢筋进行电化学加速锈蚀试验,测量其临界锈蚀深度.结果表明:计算民国时期钢筋混凝土的碳化系数时,需引入修正系数1.16;针对圆形钢筋的临界锈蚀深度计算方法不适用于方形钢筋.民国钢筋混凝土历史建筑的锈胀开裂寿命基本为55~80 a.

采用三种纤维加固钢筋混凝土板的试验研究

通过试验研究了碳纤维布、玻璃纤维布和玄武岩纤维布加固钢筋混凝土方形板的情况。并且运用有限元软件ANSYS对试验情况进行模拟,分析了试验中出现的纤维布的不同破坏结果。分析的结果表明,纤维布的纵横双向受力以及较大的应力集中是导致其提早破坏的主要原因。根据试验以及有限元分析的结果,对采用纤维布加固方形板的形式进行了改进,并取得了较好的效果。

方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱轴心受压承载力

采用统一强度理论,对方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱的轴心受压机理和约束模型进行分析,考虑方钢管材料的特点及对混凝土的约束作用,提出了方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱的轴心受压承载力计算公式,将计算公式与文献试验结果进行对比,验证了该理论公式的正确性,并得出统一强度理论参数b、钢管厚度t、参数k等因素对承载力的影响规律。该结果为此类方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方柱轴心受压承载力的计算提供了一定的理论依据。

方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方形截面短柱轴压性能试验研究

提出外套方钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土方形截面柱的复合加固方法。通过对8根加固柱试件(其中1根为增大截面法加固钢筋混凝土方形截面柱试件、7根为复合加固法加固钢筋混凝土方形截面柱试件)和2根未加固钢筋混凝土方形截面柱试件进行轴心受压试验,研究不同加固方法、钢管壁厚、后浇自密实混凝土强度和加载方式对加固柱力学性能的影响。结果表明:采用外套方钢管自密实混凝土复合加固法能显著提高原柱的承载力和延性;在用钢量基本相同的情况下,复合加固柱试件的承载力和延性均高于增大截面法加固柱试件;随着钢管壁厚的增大,复合加固柱试件的承载力和延性都显著增大;随着后浇混凝土强度的提高,复合加固柱试件的承载力有所增大,但延性显著下降;采用钢管与混凝土全截面受压加载方式的复合加固柱试件的延性和承载力略小于仅混凝土受压加载方式和上端仅混凝土受压、下端全截面受压加载方式的复合加固柱试件。在试验研究的基础上,建立了外套方钢管自密实混凝土复合加固钢筋混凝土方形截面短柱轴压承载力计算式,计算结果与试验结果吻合良好。

预应力碳纤维复材布加固钢筋混凝土方形截面短柱轴压性能试验研究

为了研究预应力碳纤维复材(CFRP)布加固钢筋混凝土方形截面柱的轴心受压力学性能,设计4根钢筋混凝土方形截面柱进行轴心受压试验,包括1根未加固的普通钢筋混凝土柱和3根预应力CFRP布加固的钢筋混凝土柱。通过试验获得了各试件破坏形态、受压极限承载力、轴向位移和CFRP布的应力应变曲线等试验数据,分析不同应力水平的CFRP布对钢筋混凝土方形截面柱加固后力学性能的影响。结果表明:与未加固的普通钢筋混凝土柱相比,采用预应力CFRP布加固试件的轴心受压承载力和延性均有明显的提高,提高幅度随应力水平的提高而增大;而且对CFRP施加预应力能避免纤维布的应力滞后问题,更好地发挥纤维布的高强性能。

不同加载角度与轴压比下RC短柱抗震性能试验研究

进行了加载角度为0°、22.5°及45°的钢筋混凝土方形短柱试件在轴压比分别为0.2及0.6下的低周往复加载试验,从破坏形态、承载力、延性及耗能能力等方面对钢筋混凝土方形短柱的抗震性能进行了研究。结果表明:增大轴压比能有效提高RC方形短柱的承载能力、耗能能力和减缓试件的后期强度退化,但同时会加速其刚度退化;加载角度对试件的承载力及刚度退化基本上没有影响,但延性、耗能能力及强度退化率会随加载角度的增加而增大。

钢筋混凝土方形柱延性性能及轴压比限值研究

根据钢筋混凝土双向压弯柱的受力性能,采用非线性分析方法,对16 539根方形柱截面的延性进行数值分析,研究了荷载角、轴压比及箍筋配置等因素对柱截面延性的影响,得到方形柱截面延性的主要影响因素是箍筋配置和轴压比;分析各影响因素对柱截面延性变化规律。结果表明:随着轴压比的提高,柱截面延性下降;体积配箍率相同时,采用较小的箍筋直径及箍筋间距比采用较大的箍筋直径及箍筋间距的试件延性好;箍筋间距、箍筋直径不同时,只有同时考虑箍筋间距对纵向钢筋的支撑长度,提高体积配箍率,才能有效地提高柱的截面延性。通过对柱截面延性的回归分析得到了与配箍特征值相关的方形柱的轴压比限值。