锈蚀作用下钢筋混凝土梁承载力退化规律研究

为了掌握锈蚀对钢筋混凝土梁正截面承载力的影响规律,采用电加速锈蚀试验与理论分析相结合的方法,对不同锈蚀等级下钢筋混凝土梁的承载力退化进行了研究。结果表明,钢筋从未锈蚀到严重锈蚀过程中,梁从典型的适筋梁破坏逐渐转化成典型的少筋梁破坏。随着腐蚀程度的增加,梁的极限承载力下降、延性降低、刚度减小。腐蚀量小于1%的情况下,梁的极限承载力略有提高。当腐蚀量增加至24%时,由于严重的局部腐蚀以及锈胀裂纹的存在及扩展都使得梁的极限承载力较经验模型出现较大降低。在钢筋锈蚀率小于24%的情况下,采用协同系数或基于规范的计算模型,能够较准确地计算钢筋混凝土梁正截面受弯极限承载力的影响。     

反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱力学性能研究

采用有限元软件ABAQUS,以锈蚀率（0%、5%、10%、15%和20%）为变量,对5根钢筋混凝土柱的力学性能进行了数值模拟,研究各试件的滞回性能、骨架曲线、延性及耗能能力,分析钢筋锈蚀率对承载力、延性、耗能和塑性铰转动能力的影响。研究结果表明:模拟分析得到的锈蚀钢筋混凝土柱的强度和变形与试验结果吻合较好,建立的有限元模型可用于锈蚀钢筋混凝土柱的力学性能分析;混凝土开裂前,锈蚀构件的力学性能基本与未锈蚀构件相同,混凝土开裂后,构件的承载力、屈服荷载、极限位移、延性等均随钢筋锈蚀率的增大而降低;轻度锈蚀构件的滞回性能和破坏形式与未锈蚀构件类似,随着钢筋锈蚀率逐渐增大,滞回环的饱满程度降低,“捏拢”现象严重,滞回曲线由“弓形”逐渐发展成“反S形”,耗能能力降低,破坏形式趋于脆性破坏,位移延性系数、平均耗能系数等指标逐渐下降。     

锈蚀钢筋混凝土构件反复荷载下性能退化研究

为研究地震作用下钢筋锈蚀对试件性能退化影响的规律,对6个锈蚀钢筋混凝土受弯构件进行低周反复荷载试验,得到不同锈蚀程度试件的滞回曲线及骨架曲线,分析了钢筋锈蚀对试件强度和刚度的影响。试验发现,随着钢筋锈蚀程度的增大,各试件强度退化基本呈增大趋势;低锈蚀率试件由于锈胀内力的存在,强度退化相对比未锈蚀试件和高锈蚀试件大;随着锈蚀率的增大,试件加载和卸载刚度总体上逐渐减小,且随着位移的增大而持续减小。此外,还分析了锈蚀钢筋混凝土结构刚度退化机理。成果可供锈蚀钢筋混凝土结构抗震性能研究参考。     

反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力性能的试验研究

采用外加电流对混凝土压弯构件中的钢筋进行了快速锈蚀试验,通过钢筋锈蚀混土压弯构件在水平反复荷载作用下的试验研究,探讨了钢筋锈蚀程度对混凝土压弯构件的承载力,刚度,延性,耗能能力等的影响,给出了锈蚀构件的滞回曲线和骨架曲线。     

横向荷载作用下密肋复合墙体计算模型及承载力计算方法研究

在横向荷载作用下,假设密肋复合墙体结构为夹层悬臂梁,提出其计算模型,根据变形协调原理对其进行受力分析,建立了结构横向位移及各组成构件承受剪力和弯矩的表达式,给出了密肋复合墙体结构在横向荷载作用下各组成构件荷载分配的比例关系,并通过内墙板的抗剪承载力公式予以验证。与试验结果对比分析表明:模型计算结果吻合较好,本文提出的横向荷载作用下计算模型及抗剪承载力计算公式具有一定精度,适合用于密肋复合墙体的计算分析。     

在特殊荷载作用下钢筋混凝土桥T形梁碳纤维加固实用设计方法

在对5根T形梁进行U形箍加固试验基础上就实际加固设计中遇到的问题按梁的破坏形式,采用规范中的有关假定,并附加碳纤维布与梁粘结锚固可靠假定,利用截面的平面几何关系和力的平衡关系计算出梁的极限承载力,从而给出计算加固面积的实用方法。     

往复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土柱黏结滑移模型及数值模拟研究

为实现地震作用下锈蚀钢筋混凝土柱精细化数值模拟分析,基于已有研究成果建立往复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土间的黏结滑移本构模型:结合课题组前期试验结果,采用ABAQUS有限元分析软件对建立的黏结滑移本构模型进行有效性验证,通过对数值计算结果与试验结果之间误差分析,进一步对黏结滑移模型中的摩擦黏结应力系数和退化系数进行修正,...     

盐冻作用下钢筋混凝土梁的疲劳性能试验研究

为研究寒区钢筋混凝土结构在氯盐和冻融双重作用下的疲劳性能衰变规律,先通过快冻法分别对钢筋混凝土梁进行水冻和盐冻循环,再进行弯曲疲劳试验。试验结果显示试件的残余挠度与相对动弹性模量具有相似的变化规律,符合混凝土损伤破坏机理。研究表明:残余挠度的增长率符合阻滞模型的规律,建立了钢筋混凝土试件的疲劳损伤模型。根据试验数据对所建立的损伤模型进行非线性拟合,拟合相关系数均大于0.98,说明该模型能够较好的反应混凝土的损伤程度。最后结合混凝土损伤模型提出了预测在役混凝土寿命的方法。     

钢筋混凝土异形柱框架结构楼层受剪承载力计算方法

在不考虑结构整体扭转的前提下，假定异形柱框架结构中的异形柱为单向偏心受压且为弯曲型破坏，给出了异形柱正截面受弯承载力和异形柱框架结构楼层受剪承载力计算方法。方法简便实用，与试验结果比较吻合。     

往复荷载作用下矩形钢管混凝土压弯构件承载力计算

本文基于往复荷载作用下矩形钢管混凝土压弯构件的实验结果，比较了国内外比较典型的设计规范(程)，包括英国BS5400(1979)、美国ACI318—99(1999)和AISC-LRFD(1999)、日本AIJ(1997)、欧洲EC4(1994)、中国GJB4142-2000(2001)和福建省地方标准(送审稿)，及本文数值方法在计算往复荷载作用下矩形钢管混凝土压弯构件承载力的差异。结果表明，在进行往复荷载作用下矩形钢管混凝土压弯构件承载力计算时，各种计算方法获得的承载力都偏于安全，其中，数值计算结果与实验结果最接近，GJB4142—2000(2001)的计算结果与实验结果吻合程度稍差，ACI318—99(1999)，EC4(1994)和福建省地方标准(送审稿)的计算结果比实验结果约低20％，而BS5400(1979)、AISC—LRFD(1999)和AIJ(1997)的计算结果比实验结果总体上低30％以上。本文结果可供进行矩形钢管混凝土结构设计时参考。     

钢筋混凝土柱横向抗力的理论计算方法

为了研究钢筋混凝土（RC）柱的横向抗力特性,基于RC梁面力效应的全量应变理论进行改进,考虑了柱轴向荷载和端部约束作用。通过RC柱截面应力和弯矩关系,并基于轴力平衡,建立了轴向荷载与截面中性轴的关系方程;继而基于轴向荷载中性轴关系方程、变形协调关系和虚功原理,建立了横向均布荷载作用下RC柱的抗力方程。对方程进行解析求解,最终建立了计算RC柱横向抗力特性的非线性理论方法,并得到了RC柱横向抗力和位移关系的解析表达式。将该理论方法的计算结果与有限元计算结果进行分析比较的结果表明,本文所建立的方法能够正确反映轴向和横向荷载联合作用下RC柱的横向变形与抗力的关系。该理论模型的建立可为进一步的RC柱抗爆动力分析奠定基础。     

梁端局部无粘结钢筋混凝土梁抗弯承载力研究

为进一步研究梁端局部无粘结钢筋混凝土悬臂梁的抗弯承载力,在理论分析的基础上,使用ABAQUS有限元软件对局部无粘结梁与完好梁的承载力进行了仿真对比分析。结果表明,当局部无粘结梁与完好梁的配筋方式及材料力学性能一致、受拉纵筋锚固良好且可进入屈服阶段时,局部无粘结梁与完好梁的应变分布和应力历程有着明显的差异;局部无粘结梁的极限承载力高于完好梁;随着荷载的增加,无粘结梁的承载机理呈现出明显的“拱效应”。通过梁与拱的共同作用,建立了梁端局部无粘结钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式。     

反复荷载下钢筋混凝土框架柱杭剪承载力分析

钢筋混凝土框架柱作为高层房屋建筑的主要承重构件,在历次地震中因框架脆性剪切破坏而造成结构严重损坏甚至倒塌的现象十分常见。本文通过分析有关试验资料,提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区剪切强度的计算公式及有关构造措施,以保证框架柱在一定延性条件下具有足够的抗剪强度,实现“强剪弱弯”的抗震设计原则,使抗震设计的框架结构具有足够的强度和良好的延性,以配合混凝土结构设计规范（ＧＢＪ１０－８９）的修订工作。本文的     

反复荷载下钢筋混凝土框架柱抗剪承载力分析

钢筋混凝土框架柱作为高层房屋建筑的主要承重构件,在历次地震中因框架脆性剪切破坏而造成结构严重损坏甚至倒塌的现象十分常见.本文通过分析有关试验资料,提出了钢筋混凝土框架柱塑性铰区剪切强度的计算公式及有关构造措施,以保证框架柱在一定延性条件下具有足够的抗剪强度,实现"强剪弱弯"的抗震设计原则,使抗震设计的框架结构具有足够的强度和良好的延性,以配合混凝土结构设计规范(GBJ10-89)的修订工作.本文的主要结论已被规范(GBJ10-2000)修订所采纳.     

贝叶斯概率模型计算钢筋混凝土柱受剪承载力

贝叶斯概率统计方法能够在实际样本空间容量较小的条件下,通过未知参数先验信息进一步对未知参数进行估计,与经典统计频率学存在本质的不同。收集了83组剪跨比在1~2的钢筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的受剪承载力试验数据,选定美国ACI318-08规范中钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式作为贝叶斯先验模型,综合这两类信息,采用贝叶斯概率统计理论,建立了基于贝叶斯理论的钢筋混凝土柱受剪承载力后验概率模型。利用贝叶斯后验模型参数剔除理论,剔除影响柱抗剪强度的次要因素,对概率模型进行动态更新,得到了柱抗剪强度的简化概率模型。最后,分析验证了贝叶斯概率简化柱受剪承载力计算模型的正确性,同时,对采用不同先验模型条件下所得的后验模型计算值进行了对比分析,表明贝叶斯方法继承了先验信息的完备性和大量试验数据的准确性,能够更准确地预测钢筋混凝土柱的受剪承载力。     

基于界面疲劳理论的钢筋混凝土腐蚀疲劳破坏研究

腐蚀疲劳是钢筋混凝土结构破坏的主要因素之一.基于剪切筒模型及文中选用的实验加载方式,考虑界面摩擦系数的衰减,同时考虑力学因素-应力比R和加载频率f的影响,研究了钢筋与混凝土界面腐蚀疲劳裂纹扩展情况.通过对Paris公式的修正,借助能量耗散率给出腐蚀疲劳数学模型,得到了界面腐蚀疲劳脱粘速率,脱粘长度与循环荷载作用次数的关系.同时考虑混凝土损伤(如刚度衰减)的影响,分析了影响界面腐蚀疲劳(CF)裂纹扩展速率的因素,如应力比,加载频率.     

特殊荷载作用下钢筋混凝土桥T形梁碳纤维加固的抗弯试验研究

由于特殊荷载过桥而引起桥梁结构损坏的情况时有发生,通过碳纤维布加固T形截面钢筋混凝土梁的试验,分析了T形梁的抗弯承载能力,极限破坏形式以及U形箍的不同粘贴形式对加固的影响。     

自然腐蚀环境下钢筋混凝土梁疲劳应用性能试验研究

在海岸与近海结构工程中被广泛应用的钢筋混凝土构件,由于长期处在有海水腐蚀、干湿交替和循环荷载的严酷环境中,导致钢筋因侵蚀结构严重损伤。本文对6根钢筋混凝土试验梁进行了腐蚀与循环荷载作用下的疲劳试验研究,循环荷载幅值设计为2%～40%P_u和2%～60%P_u两种,对试验梁在大气环境中、淡水环境中和海水腐蚀环境中疲劳破坏情况进行试验探索,研究在三种环境与循环荷载作用下钢筋混凝土构件的力学性能及刚度损伤演化规律,同时分析了破坏形态、裂缝宽度、挠度的发展规律和疲劳寿命。结果表明:腐蚀与循环荷载共同作用下,短期内腐蚀溶液不会对梁内部钢筋造成显著影响从而降低耐久性;在循环次数达到一定范围内,试验梁耐久性降低42%,其中两个试验梁在循环荷载上限为0.6P_u时的耐久性分别降低54%和37%。     

地震荷载作用下被动侧土压力计算方法研究

地震土压力的评价是土力学和岩土工程领域的基本研究课题之一。以往的研究结果表明,挡墙的位移量和位移模式对于地震土压力大小和分布具有显著影响。实际工程中,地震荷载下挡土墙后填土通常处于主动和被动状态之间。经典的物部-冈部公式只能计算主动和被动极限状态下的地震土压力,未考虑填土的侧向变形对于土压力的影响。文中基于拟静力法和曲面中间滑楔体的概念,给出了挡墙平动模式时,任意侧向变形条件下的被动侧地震土压力计算方法。在此基础上采用所提方法对一典型的挡土墙系统的被动侧地震土压力进行了计算,给出了地震土压力系数的计算图表,并与基于平面滑动面假定的计算结果进行了对比,讨论了平面滑动面所导致的误差。     

香港青马大桥交通荷载作用下的疲劳评估

在全桥三维有限元模型基础上，进行了车载响应分析，得到全桥的动力响应，并与实测结果进行了分析对比，对疲劳危险部位建立局部有限元模型，并进行了局部应力分析。在结构健康安全监测系统实测数据基础上，得到应变循环标准块，用基于热点应力疲劳评估方法对危险部位进行了疲劳寿命评估。