锈蚀混凝土梁承载力退化的试验研究

通过试验研究了锈蚀混凝土梁承载力的退化.试验中,共浇铸和试验了58个梁以调查钢筋锈蚀程度、锈蚀电流密度、水灰比和保护层厚度对梁承载力退化的影响.结果表明:当纵向裂缝宽度小于0.01mm时,梁承载力有较小程度的提高,但当纵向裂缝宽度大于0.01mm时,梁承载力随着纵向裂缝宽度的增大而减小.梁承载力退化速率随着锈蚀电流密度和保护层厚度的增大而减小,但随着水灰比的增大而增大.

浅析锈蚀混凝土梁的刚度与疲劳损伤

基于线性累积疲劳损伤理论及作者一些相关试验数据,建立了锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳累积损伤度修正公式,为锈蚀钢筋混凝土结构的进一步研究提供依据。

基于ANN和XGB算法的锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测方法

为准确评估锈蚀钢筋混凝土(CRC)结构在突发火灾下的结构承载力,锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度的统一预测方法研究亟待开展。然而,粘结退化机理复杂,粘结因素众多,实验方法不能考虑所有粘结因素的相关复杂关系的影响。在现有大量试验数据的基础上,采用机器学习方法可以有效地通过数据建立输入和输出特征之间的回归关系。该文利用ANN和XGB两种机器学习算法建立了一个统一的锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测模型。基于612组高温锈蚀钢筋混凝土的试验研究数据,进行模型训练和测试。结果表明:ML模型的预测结果与实验结果十分吻合。此外,针对机器学习算法本身存在的黑盒子问题,使用SHAP方法来解决锈蚀钢筋混凝土高温粘结强度预测过程中的模型可解释性问题。同时,还将ML模型的计算结果与三种理论计算公式的结果进行了比较,结果表明:ML模型具有明显的优势。新构建的混合机器学习模型很有可能成为准确评估CRC结构经受高温后的损伤程度问题的新选择。

非均匀锈蚀钢筋混凝土梁的力学性能研究

由于环境的复杂性和材料的离散性,混凝土结构中钢筋的锈蚀往往是非均匀的,而高锈蚀区段的存在直接影响着结构的力学性能。为研究纵向非均匀锈蚀钢筋混凝土简支梁的力学性能,使用ABAQUS有限元软件建立了90个纵向非均匀锈蚀钢筋混凝土梁的精细有限元模型,重点分析了高锈蚀区钢筋锈蚀率差值、高锈蚀区长度和高锈蚀区位置3个参数对纵向非均匀锈蚀梁构件力学性能的影响。结果表明:高锈蚀区钢筋锈蚀率差值和高锈蚀区长度对梁的承载力和极限变形能力影响显著。高锈蚀区位置在梁上的变化易改变梁的破坏位置,引起梁破坏模式的转变。研究成果可为锈蚀钢筋混凝土结构的抗震性能评估提供参考。

锈蚀钢筋混凝土框架结构的抗震韧性评估

随着时间的增长,暴露于环境中的钢筋混凝土结构会不断地发生混凝土劣化和钢筋锈蚀,一旦发生地震等灾害,将会给结构带来较大损伤。采用基于纤维梁单元的时变锈蚀损伤模型,综合考虑了钢筋混凝土的大部分潜在锈蚀损伤模式,包括钢筋截面损失和钢筋压缩屈曲效应的劣化、保护层混凝土和核心混凝土的退化、以及应变渗透效应劣化。在此基础上,对锈蚀钢筋混凝土框架结构的抗震韧性进行了评估。建立了该框架在未锈蚀状态和3种不同锈蚀程度下的OpenSees有限元模型,采用非线性静力分析,考虑腐蚀情况下结构的震前系统功能损失。并通过非线性时程分析获得地震易损性曲线,计算震后由钢筋混凝土结构损坏和相关停工时间引起的直接和间接损失。考虑了线性、三角和负指数等3种恢复函数,并根据结构的损坏程度确定了震后修复时间,计算了结构在不同地震强度和锈蚀程度下的抗震韧性。结果表明,地震强度小于0.2 g时,抗震韧性基本保持不变,地震强度超过0.2 g时,结构抗震韧性曲线随着地震强度增加呈现明显的下降趋势,当地震强度达到0.8 g时,15%锈蚀率的结构抗震韧性降低到0.51;锈蚀率低于10%时,结构抗震韧性随着锈蚀程度增大而减小,但当锈蚀程度大于10%后,结构随着锈蚀率的增加,抗震韧性曲线基本保持重合。

锈蚀钢筋混凝土梁疲劳后的刚度分析与计算

对锈蚀钢筋混凝土梁进行了在疲劳荷载作用下的试验研究,结果表明随着钢筋的锈蚀率和疲劳荷载增加,其截面刚度呈现下降趋势。同时进行了锈蚀钢筋混凝土梁疲劳后的刚度分析和计算。腐蚀试验采用电化学加速试验的方法,疲劳试验采用等幅疲劳加载试验。考虑疲劳荷载和钢筋锈蚀对构件粘结退化的双重影响,导致构件截面的刚度降低的因素后,基于试验研究结果,给出了疲劳荷载作用下的刚度降低系数θf,用以修正疲劳后锈蚀钢筋混凝土梁的截面弯曲刚度计算公式。研究结果可为混凝土结构的耐久性评估提供科学依据。

刍议建材检测中混凝土钢筋锈蚀的检测要点

国家的发展最直观的改变就是现代化建筑技术的应用,在当前的现代化建筑中多采用钢筋混凝土施工,钢筋混凝土的质量、施工保障等成为关系着人民生命财产安全的重要基础。混凝土钢筋锈蚀是建筑结构中常见的问题,其会导致结构安全性降低、使用寿命缩短、经济损失加大以及生态环境恶化等问题。因此,在建材检测中对混凝土钢筋锈蚀进行检测十分重要。文中主要介绍了混凝土钢筋锈蚀的危害和检测方法,并提出了防止混凝土钢筋锈蚀的方法。

锈蚀钢筋混凝土框架地震反应分析

在锈蚀混凝土框架结构耐久性损伤分析的基础上,对锈蚀钢筋混凝土压弯试件的抗震性能的试验结果进行了探讨,分析了锈蚀试件滞回曲线和骨架曲线的特点,建立了锈蚀钢筋混凝土框架结构动力反应分析模型,用Wilson-θ法编制锈蚀混凝土框架结构计算程序,对钢筋混凝土框架在不同的钢筋锈蚀率及不同锈蚀层数下的地震反应进行了对比分析,计算结果表明,钢筋锈蚀将导致混凝土框架结构的抗震性能降低严重、地震反应加大.并指出底层柱的钢筋锈蚀对混凝土框架结构抗震性能的影响至关重要.

锈蚀钢筋混凝土粘结强度试验

通过对配筋混凝土试块的实验室快速锈蚀,研究了锈蚀钢筋混凝土粘结强度的变化规律,并采用ICT技术观测了混凝土锈蚀裂缝。研究表明,混凝土保护层锈蚀裂缝沿钢筋径向的发展具有明确的方向性,且随着锈蚀率的增大,锈蚀试块呈现显著的脆性劈裂破坏特征,粘结强度与极限滑移量的衰减受锈蚀量、混凝土保护层厚度以及混凝土抗拉强度等影响,建立了以锈蚀产物厚度、混凝土相对保护层厚度与抗拉强度为独立参数的锈蚀钢筋混凝土粘结强度经验公式,与国内外实验结果的对比验证了模型的合理性。

碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

通过10根碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁和2根锈蚀钢筋混凝土梁的弯曲疲劳试验,研究了钢筋锈蚀率、碳纤维布加固量、荷载比、加固前损伤等因素对碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁弯曲疲劳性能的影响。试验结果表明,碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的典型疲劳破坏过程仍具有三阶段发展规律,但其第二阶段在整个发展过程中所占的比例有所下降。钢筋的疲劳性能是控制加固梁疲劳破坏的主要因素,随着钢筋锈蚀率的增加,梁的疲劳寿命急剧缩短,其破坏形式为受拉钢筋脆性断裂,外贴碳纤维布加固则能明显改善锈蚀钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能、提高梁的疲劳寿命,避免锈蚀钢筋疲劳断裂后梁突然失去承载力。基于此,提出了采用粘贴碳纤维布提高锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的设计步骤。荷载水平提高以及加固前的损伤均会降低混凝土梁的疲劳寿命,因此在钢筋混凝土结构使用过程中应尽量避免超载现象,并应及时对损伤结构进行修复、加固。

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究

钢筋锈蚀是引起在役结构抗震性能降低的主要原因。想要正确评估锈蚀结构在地震作用下的损伤,则需要以锈蚀钢筋混凝土构件为研究对象,研究其抗震性能的降低情况。因此,采用外加电流加速混凝土中钢筋锈蚀的方法制作4个锈蚀钢筋混凝土试件,对其中3个锈蚀钢筋混凝土试件进行CFRP加固处理,通过水平往复荷载下的试验,研究CFRP加固对锈蚀试件的承载力、延性和滞回性能的影响。

CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱承载力试验研究

设计制作12根钢筋混凝土试验柱,研究在轴心受压、小偏心受压和大偏心受压条件下试验柱承载力的降低规律和碳纤维布(CFRP)加固后锈损柱承载力恢复的规律。

微锈蚀钢筋混凝土高温后粘结锚固性能试验研究

为研究高温对锈蚀钢筋混凝土结构粘结锚固性能的影响,对锈蚀试件(锈蚀率为1.08%)与非锈蚀试件先进行高温试验(20℃、200℃、400℃、600℃、800℃),再进行中心拔出试验。试验结果表明:随温度的升高,锈蚀试件与非锈蚀试件粘结强度均呈下降趋势,与非锈蚀试件相比,锈蚀试件在温度不超过400℃时,其粘结强度下降趋势较为平缓。分析了高温作用后混凝土抗压强度、钢筋极限强度、钢筋与混凝土间粘结强度三者之间的关系,并建立了考虑不同温度、不同锈蚀率等因素影响下钢筋与混凝土的粘结-滑移关系式。

锈蚀钢筋混凝土构件可靠度模糊评价

众多的影响因素，使钢筋混凝土单一构件的可靠度评价仍停留在特定条件下的定性认识阶段，探求简单、合理的定量分析方法很有必要．针对锈蚀钢筋混凝土构件可靠度影响因素的不确定性，在专家经验的基础上，应用模糊数学方法，建立了锈蚀钢筋混凝土构件可靠度模糊评价的因素集和权重集，提出了一种可靠度模糊评价的分析方法，进一步对锈蚀钢筋砼构件可靠度进行了评价，并通过实例验证了该方法的可行性．

锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能研究综述

在总结锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究现状的基础上,通过分析国内外学者的研究成果,指出锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究中存在的不足,并阐述了影响锈蚀钢筋混凝土粘结性能的因素。结合文献分析和实际工程的需要,指出钢筋混凝土粘结性能研究中还需进一步开展的工作。

部分锈蚀钢筋混凝土结构动力特性的数值分析

钢筋的锈蚀将使其有效截面面积减小,并导致钢筋与混凝土间的粘结性能退化,进而对结构的动力特性产生一定影响。采用有限元分析方法,对钢筋发生锈蚀后的钢筋混凝土框架结构的动力性能进行了数值模拟,探讨了钢筋混凝土框架结构在不同位置发生钢筋锈蚀损伤时结构固有频率的变化情况。结果表明:结构的固有频率不仅与钢筋锈蚀程度有关,还与锈损位置密切相关。

锈蚀钢筋混凝土梁粘贴钢板加固试验研究

制作了7根配筋率为0.81%的钢筋混凝土适筋梁,模拟既有钢筋混凝土结构在受荷后的实际状况,对其中的6根梁经预裂加载后采用电化学方法进行快速锈蚀,锈蚀试验按钢筋锈蚀率3%、6%和9%分为3组。采用粘贴钢板法对每组中的1根锈蚀钢筋混凝土梁进行了加固处理。通过加载对比试验研究表明:粘贴钢板加固锈蚀钢筋混凝土梁的正截面应变符合平截面假定,且正常使用性能得到明显改善、承载力达到了预期增强效果。粘贴钢板有效地减小了锈蚀钢筋混凝土梁的裂缝宽度和延伸高度,挠度变化呈现弹塑性变形特征,延性破坏特征明显。加固梁基本上发生钢筋钢板屈服后的受压区混凝土压碎破坏,其承载力受钢筋锈蚀率的影响较小。采用U型钢板箍辅以螺栓锚固梁底的粘贴钢板,是保证粘贴钢板与锈蚀钢筋混凝土梁协同工作的必要措施。

锈蚀钢筋混凝土矩形梁抗弯刚度研究

钢筋与混凝土之间的粘结力退化是引起锈蚀钢筋混凝土矩形梁抗弯刚度退化的主要因素。研究发现光圆钢筋与混凝土的粘结机理和螺纹钢筋与混凝土的粘结机理有本质区别。在给出不同锈层厚度以及荷载等级下钢筋混凝土矩形梁挠度试验结果的基础上,分析了37根钢筋混凝土矩形梁的抗弯刚度受锈层厚度影响的差异。详细阐述了试验室条件下钢筋混凝土矩形梁的制备过程、电化学加速锈蚀试验的设计依据、以及锈蚀梁静载试验方案。在对锈蚀钢筋混凝土矩形梁挠度试验结果以及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)计算结果的对比分析基础上,给出了光圆钢筋和螺纹钢筋混凝土矩形梁随锈层厚度变化的刚度退化系数计算建议公式,进而提出了公路混凝土桥梁中锈蚀受弯构件抗弯刚度计算的建议方法,可为既有公路混凝土桥梁耐久性评估提供参考依据。

疲劳加载下锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的试验研究

通过13根钢筋混凝土试验梁的加速锈蚀试验与疲劳加载试验,研究了锈蚀钢筋混凝土梁在疲劳反复荷载作用下的破坏形态及刚度变化.试验结果表明:所有锈蚀后的试验梁在循环加载到一定次数后,均发生以某一根主筋疲劳断裂为标志的疲劳破坏;未锈蚀的试验梁在循环加载200万次后不发生疲劳破坏,并且疲劳作用对未锈蚀梁的静力破坏形态及极限承载能力没有实质影响.分析了疲劳作用下锈蚀钢筋混凝土梁刚度的变化规律,发现其存在明显的两阶段特征,即缓慢减小并趋于稳定.根据试验实测数据,引入分别考虑钢筋锈蚀与疲劳作用的刚度修正系数,定量化地提出了疲劳加载下锈蚀钢筋混凝土梁刚度的修正计算公式,并对公式计算值与试验实测值进行了对比验证.该公式可用于锈蚀钢筋混凝土梁桥在长期活载作用下挠度变形的计算与评估.

锈蚀钢筋混凝土梁剩余抗弯承载力评估

锈蚀钢筋混凝土梁出现锈胀裂缝后即进入裂缝修复期,在裂缝修复期间锈蚀梁仍然需要必要的安全储备。分析锈蚀钢筋混凝土梁受力机理的基础上,通过锈蚀钢筋应变滞后比,合理考虑锈蚀钢筋与混凝土的协同工作性能,提出了更合理的锈蚀钢筋混凝土梁的剩余抗弯承载力评估方法。