基于磁感应的混凝土构件中钢筋有效直径检测方法研究

钢筋混凝土结构被广泛应用于承重受力设施中,但当锈蚀等因素造成混凝土内部钢筋有效直径减小时,其力学性能将会受到严重影响。针对目前无法准确确定混凝土构件内部钢筋有效直径的问题,提出了一种基于磁感应原理的钢筋有效直径检测方法。利用混凝土构件内部钢筋直径减小处的磁通密度值突变确定直径减小区间,并将该区间的数据点进行最小二乘拟合得到磁通密度函数,定义该函数积分为直径判据值并用于钢筋有效直径判断。而后通过建立仿真模型得到不同直径对应的判据值并拟合为直径判据曲线,最后通过试验验证了该直径判据曲线能够有效地对混凝土构件内部钢筋直径进行判断。

光面钢筋拉拔试验细观数值模拟研究

从钢筋-混凝土界面的细观粘结机理出发,把化学胶结力、机械咬合力的弱化过程看成损伤过程,对其进行了库仑摩擦模拟;考虑混凝土的非均质特性,并假定其界面细观单元力学特性服从Weibull分布,对光面钢筋的拉拔试验进行了数值模拟,并对随机生成的100组试件的细观数值模拟结果进行了统计分析。结果表明:计算结果与试验结果吻合良好,拉拔强度呈正态分布,拉拔强度的均值接近于规范建议值,验证了模型的合理性。

钢筋混凝土粘结滑移研究综述

钢筋混凝土(Reinforced concrete,RC)作为近现代土木工程领域中最重要的组合材料,在实际工程中得到了大量应用。钢筋与混凝土之间良好的粘结性能是保证RC结构服役性能的关键,影响着RC结构生命周期不同阶段的力学性能。然而,由于钢筋混凝土界面粘结滑移关系十分复杂,且涉及多种变量,因而实际结构分析中一般忽略了粘结滑移对RC结构整体力学性能的影响,即认为二者间完全粘结,忽略了二者间的相对滑移,从而导致分析结果与实际存在较大偏差。迄今为止,国内外学者基于大量试验研究,综合考虑影响钢筋混凝土粘结性能的多种因素,建立了相应的粘结滑移本构关系及模型。在此基础上,一些学者则结合试验研究与理论分析,建立了钢筋混凝土粘结滑移的理论模型和数值模拟方法,通过将其带入结构分析以考虑粘结滑移效应,从而提高了对结构响应的模拟精度。因此,准确揭示钢筋与混凝土间的粘结失效机理及其影响因素,表征各因素对钢筋混凝土粘结性能的影响规律,建立相应的粘结滑移本构关系和数值模拟方法,并将其应用于实际结构分析中,是提高分析结果精度、改善整体结构受力性能的前提。鉴于此,本文综合国内外相关研究成果,分别从粘结机理、试验研究、理论和数值模型三个角度出发,对钢筋混凝土粘结滑移研究现状展开了详细综述。首先,在粘结滑移关系表征及其破坏机理方面,简要分析了粘结应力计算方法、粘结滑移本构关系建立及粘结破坏模式。在试验研究方面,详细描述了国内外相关试验研究和基于试验建立的粘结滑移本构关系,并对影响粘结性能的各种因素进行了归纳总结。在模型分析方面,具体介绍了粘结滑移的理论模型及数值模型,并将数值建模方法划分为直接模拟法和间接模拟法,进而简要分析了两种方法的优缺点和适用性。最后,对该研究方向中存在的不足以及进一步研究的趋势进行了分析,指出考虑钢筋锈蚀、冻融循环等环境因素耦合作用影响的粘结滑移问题是未来钢筋混凝土粘结滑移研究的重点方向,在后续工作中需要借助更加广泛的试验研究及理论分析来丰富该领域研究,以期进一步完善混凝土基本理论体系,并为实际工程结构的耐久性提供参考。