钢筋混凝土结构锈胀开裂全过程仿真分析

利用大型有限元软件DIANA,详细分析了锈蚀导致混凝土保护层开裂的全过程.仿真分析表明:混凝土保护层的锈胀开裂过程可分为内裂、扩展、外裂和内外裂缝贯通4个阶段;锈蚀产物膨胀率一定时,混凝土保护层内侧裂缝的产生主要与混凝土抗拉强度相关,其他因素影响甚微;混凝土保护层表面锈胀开裂及其裂缝贯通主要与相对保护层厚度有关,该值越大,裂缝越不容易发展;提高混凝土抗拉强度,能有效延缓锈胀裂缝的产生和发展;在相同条件下,混凝土保护层非均匀锈胀开裂时的钢筋锈蚀率较均匀锈胀开裂时低;混凝土保护层剥落的特征主要与钢筋净间距和保护层厚度的比值相关,当该值较大(>3)时,仅角区保护层发生局部剥落,否则保护层将整体剥落.

砖砌体墙片抗震修复与加固伪静力试验

对在各种压应力下的240标准砖墙片、试验之前及试验开裂以后用GFRP粘贴墙面和增加钢筋网砂浆面层方法加固的墙片,采用伪静力装置水平加载方法,检验加固的效果。试验证明了对于砂浆强度很低的砌体,GFRP加固能有效增强砌体抗震整体性,具有等效于提高砂浆强度的效果,要提高抗裂和极限承载力则GFRP的厚度应满足其抗拉能力大于砌体的抗剪能力。对于到达过极限承载力破坏后的墙片,GFRP加固能使得墙片基本恢复到原有的最大承载力。而钢筋网砂浆面层加固能有效提高砌体的抗震能力。

混凝土中钢筋电磁感应法检测技术

混凝土中钢筋的位置和保护层厚度是混凝土结构工程质量的重要部分,通过对电磁感应法进行试验研究和工程应用,提出了一套完整的检测技术。

大直径冲孔灌注桩钢筋保护层影响因素分析

结合大直径冲孔灌注桩实例,分析冲孔灌注桩钢筋混凝土保护层的主要影响因素——钢筋净距与粗骨料粒径、泥浆密度与泥皮厚度、混凝土坍落度与桩孔直径、混凝土冲量与导管埋深、保护层设计厚度与施工偏差,并提出预防措施,为类似灌注桩工程提供参考。

提高钢筋混凝土保护层厚度保证率的若干建议

钢筋混凝土保护层厚度控制不到位已经成为结构施工的质量通病,从标准规范、设计、施工等角度对造成这一问题的主要原因进行了分析,给出了提高设计水平并完善设计规范、严格控制施工质量、大力推广钢筋定位件等提高钢筋混凝土保护层厚度保证率的建议。

混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制

分析了我国现浇混凝土结构中钢筋保护层厚度控制方面存在的问题,并从提高混凝土结构工程的安全性与耐久性着眼,提出了提高钢筋保护层厚度控制质量的几点建议,可供混凝土结构标准制订、设计、施工、监理时参考。

钢筋下料中不同角度弯曲调整值的计算

在建筑工程施工图中,钢筋尺寸的标注为外皮尺寸,而在具体施工过程中,在进行钢筋下料时,需要根据钢筋的实际长度即轴线长度进行精确下料,此时要考虑钢筋加工过程中的变形,钢筋的外皮尺寸与轴线长度之间的差值,即钢筋的弯曲调整值。在现行的一些计算软件以及项目工程中,并未考虑钢筋弯曲调整值的影响,对工程造价以及实际施工过程造成了一定的影响,本文根据现行的国家规范及图集,计算提供了不同种类钢筋在不同弯折角度时的弯曲差值的计算及结果,为项目人员提供计算依据。

钢筋混凝土梁短期裂缝宽度计算

目的评析我国《混凝土结构设计规范》的裂缝宽度计算公式,指出其不足之处,提出钢筋混凝土梁短期裂缝宽度计算的建议公式.方法基于规范的裂缝宽度计算模式,通过收集整理国内外钢筋混凝土梁的短期裂缝宽度试验数据,对规范公式计算值与实测值进行比较,并对规范公式进行修正.结果对配置高强钢筋的混凝土梁,新规范裂缝宽度公式计算值比实测值偏大10%左右,旧规范裂缝宽度公式计算值比实测值偏大近20%.新旧规范公式均过大地考虑了混凝土保护层厚度对裂缝宽度的影响.结论相比规范公式,建议公式计算值与实测值符合更好.建议公式不仅适用于配置普通钢筋的混凝土梁,对配置高强钢筋以及大保护层的混凝土梁均有着较好的适用性.

保护层厚度对混凝土中钢筋锈蚀的影响

混凝土中的钢筋锈蚀破坏是混凝土结构失效破坏的最主要原因。通过电化学测定,研究了保护层厚度对钢筋锈蚀的影响。研究表明:增大混凝土保护层厚度能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀,延长钢筋开始锈蚀的时间,保护层厚度越大,越能延长钢筋开始锈蚀的时间;进入钢筋开始锈蚀阶段后,保护层比较厚的混凝土中钢筋锈蚀速率增长的较慢;在稳定锈蚀阶段,保护层厚度越大,稳定腐蚀电流密度就越小,保护层厚度和稳定腐蚀电流密度存在一定的函数关系,且数据相关性良好。

混凝土中钢筋的腐蚀行为及腐蚀速率预测

结合理论分析、数值模拟和试验验证,探讨了混凝土中钢筋的腐蚀行为,并建立了钢筋腐蚀速率的预测模型.首先基于试验数据,修正了混凝土的电阻率模型,然后结合混凝土中钢筋腐蚀的电化学原理和宏电池腐蚀模型,分析了保护层厚度、水灰比、氯离子含量和空气相对湿度等因素对钢筋腐蚀过程控制方式和腐蚀速率的影响,并据此建立了混凝土结构钢筋腐蚀速率的预测模型.分析表明,所建立的预测模型能够合理地反映电阻和阴极控制条件下钢筋腐蚀速率的变化趋势,具有较好的预测精度和实用性.

不同位置的混凝土保护层氧气扩散系数规律的试验研究

为了确定施工方法与钢筋位置对混凝土氧气扩散系数的影响规律,应用中国矿业大学耿欧教授的混凝土氧气扩散系数测试装置,在不同温湿度和水灰比的条件下,对钢筋混凝土的上保护层和下保护层进行氧气扩散系数的正交试验研究。试验所得的施工方法和钢筋位置对混凝土保护层的氧气扩散的影响规律,为钢筋锈蚀的定量评价提供了科学依据。

扣盖式钢筋保护层塑料垫块设计研究

钢筋的保护层厚度一直是影响施工技术的一个重要问题,钢筋保护层厚度的偏差关系着结构的承载力、耐久性、防火等性能.现阶段实际工程应用过程中,针对垫块自身原因导致混凝土浇筑过程中,钢筋移位,保护层厚度不达标造成的钢筋外漏,防火性能降低等现象,提出一种新型的扣盖式钢筋保护层塑料垫块,对其设计、构造、适用范围及技术特点进行论述,保证了钢筋的保护层厚度,简化了施工工艺,对现浇结构保护层的质量控制具有积极作用.

混凝土握裹层径向压力对带肋钢筋黏结性能影响试验研究

对于带肋钢筋的黏结性能,钢筋横肋与混凝土之间的咬合力起控制作用.混凝土握裹层的径向压力是研究带肋钢筋横肋与混凝土之间相互作用的重要条件.通过拉拔黏结试验测量了劈裂破坏过程中混凝土握裹层作用在带肋钢筋上的径向压力.试验中,在钢筋内开槽布置两个微型荷载传感器测量混凝土握裹层的径向压力,通过对6个试件开展拉拔黏结试验测定了不同厚度混凝土握裹层的约束作用.试验发现,在试件劈裂破坏过程中,钢筋肋前有效角不断变小,黏结应力与混凝土握裹层的径向压力成正比;试件劈裂破坏时,钢筋肋前有效角与保护层厚度成反比,黏结应力沿锚固段的分布受到保护层厚度的影响:当保护层厚度适中时,黏结应力分布均匀.另外,试验测得的混凝土握裹层径向压力最大值与考虑裂缝黏聚力的厚壁圆筒理论模型预测值吻合较好.

测量系统分析技术在构件钢筋保护层厚度检测中的应用

为了提高混凝土结构钢筋保护层测定的准确性,采用测量系统分析(MSA)技术对钢筋保护层测定仪的分辨力、偏倚、线性以及重复性和再现性等指标进行了系统的试验。分析出仪器变差的主要变异源,判断出仪器存在线性偏倚,在使用中应对数据进行修正;判定仪器可用于结构钢筋保护层厚度的合格评判及施工过程中能力指数的粗略估计。

基于电磁感应法混凝土中钢筋能力验证测试分析

采用电磁感应法检测混凝土中钢筋位置、钢筋保护层厚度是主体结构现场检测人员必须掌握的一项技能。论文通过制作两块试件,并组织36人参加钢筋位置、钢筋保护层厚度的能力验证比对,针对数据偏离的人员,从仪器设备、人员操作、数据处理等方面进行原因分析,供工程实体现场检测参考借鉴。

基于XFEM的混凝土保护层锈胀裂纹分析

采用扩展有限元法(XFEM)和过盈装配的方式,建立了混凝土保护层非均匀锈胀开裂有限元模型。计算结果表明:首先在与钢筋接触的左右两侧10°~30°范围内形成包含数条微裂纹的裂纹带,对称于钢筋的中轴线背向发展,随着锈蚀程度的加深,在裂纹带形成一条斜向的主裂纹,从而导致保护层产生"楔形"破坏。通过对ABAQUS进行二次开发,提取了锈胀裂纹长度,发现裂纹长度与钢筋锈蚀率之间呈指数关系,指出裂纹发展可分为3个阶段(萌生区、扩展区和平缓区),应以裂纹进入平缓区的钢筋锈蚀率对结构进行评估,并给出了界限判据。与广惠高速公路沿线桥梁保护层剥落病害对比分析,验证了计算结果的精确性。

基于磁耦合谐振涡流的混凝土保护层厚度检测

为准确测量混凝土保护层厚度,确保结构的耐久性和安全性,提出了一种基于磁耦合谐振涡流检测混凝土保护层厚度的方法。首先建立等效电路模型,分析磁耦合谐振增强检测信号的内在机理,通过有限元仿真和试验验证了磁耦合谐振对检测信号的增强作用。开展了基于磁耦合谐振涡流的混凝土保护层厚度检测试验,检测误差小于6%,表明该方法可对混凝土保护层厚度进行有效检测。相较于传统的涡流法,通过双线圈结构的传感器可将检测信号转换为易于测量、分析的电信号,通过调试频率形成磁耦合谐振,显著增强了检测信号,提高了探测距离及灵敏度,为混凝土保护层厚度的高精度检测提供了新思路。

浅谈混凝土保护层对结构耐久性的影响

阐述了截面有效高度对结构承载力的影响情况,介绍了混凝土保护层对钢筋锈蚀的原理,并对其锈蚀原因进行了分析,同时提出了提高混凝土保护层作用的措施,以使混凝土的结构耐久性得到保证。

混凝土保护层锈胀开裂过程分析的细观刚体弹簧元模型

建立了描述保护层锈胀开裂过程的细观刚体弹簧元模型(RBSM),获得了锈胀裂缝的扩展过程和保护层的力学响应。数值结果表明,锈胀裂缝开展过程与试验现象较为一致;混凝土采用弹性本构关系时,平均锈胀压力-径向位移曲线的斜率(模型刚度)与厚壁圆筒模型理论值接近;采用软化本构关系时,平均锈胀压力峰值与理论值接近,从而验证了本文模型的正确性。此外,探讨了保护层厚度和钢筋直径对锈胀过程力学响应的影响规律。结果表明,保护层厚度减小将导致峰值锈胀压力和径向位移降低;钢筋直径增大同样会导致峰值锈胀压力降低,对应的径向位移整体上呈现随钢筋直径增大而减小的趋势。

青岛市地铁车站主体结构钢筋保护层厚度控制方法研究

地铁主体结构施工过程中,钢筋混凝土保护层的厚度控制是地铁主体质量控制中重要环节.保护层对保持钢筋与混凝土的包裹力,防止钢筋生锈,保证结构的耐久性等都具有重要作用,关系到钢筋混凝土结构构件力学性能和地铁使用寿命.传统钢筋保护层控制措施已不能满足地铁施工质量要求,施工质量难以控制.结合青岛市地铁1号线峨眉山路站、峨眉山路站—石油大学站区间等主体工程钢筋保护层控制的实践经验,总结出青岛地铁主体结构钢筋混凝土保护层控制方法.