不同加速锈蚀方法下钢筋砼结构性能试验研究

通过采用人工气候和通电快速锈蚀模拟方法,对锈蚀钢筋混凝土梁进行试验,以对比研究结构性能退化机理,结果发现锈蚀后钢筋混凝土梁的强度、延性和破坏形态发生了急剧变化,而且人工气候环境下的混凝土内钢筋锈蚀比通电条件能更好的贴近实际情况。     

自然气候环境的温度作用谱和混凝土内温度响应预计

在人工气候和自然气候环境下,开展环境温度与混凝土内温度的监测试验,得到自然气候环境下混凝土内温度的响应规律。基于混凝土内温度响应的滞后规律,并采用极差分割的数学方法,提出对波动变化的自然环境温度的处理方法,进而构筑成自然环境的温度作用谱;最后,基于温度作用谱,并利用混凝土微环境温度响应预计模型,得到混凝土内温度响应谱。试验结果表明:与人工气候环境相比,自然环境温度随时间发生周期性和非周期性波动,混凝土内温度响应与气候环境温度之间存在时间上和数值上的滞后效应;混凝土内温度响应谱与自然环境下实测的混凝土内温度响应具有较好的一致性。     

钢框架短肢组合钢板剪力墙抗震性能试验研究

以适用于小高层建筑的钢框架短肢组合钢板剪力墙结构初步试验结果为基础,遴选出以角钢和面外墙板共同约束的组合剪力墙结构.以该型组合剪力墙结构为研究对象,针对内嵌钢板宽厚比、面外墙板约束、钢板边界约束3个因素进行了优化分析,并对优化后的结构进行了低周往复加载试验.结果表明,合理优化该型组合剪力墙结构可有效提高结构整体的抗震耗...     

三边约束受剪钢板力学特征研究

以框架短肢钢板剪力墙结构中的三边约束、一边弹性约束的受剪钢板墙体为研究对象,采用理论分析及物理试验的方法对其力学特征进行了分析研究.基于四边约束板的对角线屈曲模型,分析了三边约束、一边弹性约束的钢板力学特征.通过简化模型,建立了三边约束受剪板的抗剪承载力的计算公式,在此基础上推导出钢板斜向拉力带倾角与角钢弹性约束刚度的...     

混凝土中钢筋腐蚀速率的基本理论模型

根据金属腐蚀极化理论推导了电化学极化控制和氧浓差极化控制2种条件下混凝土中钢筋腐蚀速率的基本理论模型。模型显示,电化学极化控制下,稳定腐蚀状态下能斯特扩散层以外孔隙液中Fe2+和OH- 的浓度对腐蚀速率的影响呈正指数关系,且影响随浓度降低而渐趋剧烈;温度对腐蚀速率有较大影响,约呈指数关系,在自然温度范围内,温度每升高10度,腐蚀速率约升高1倍;应力对腐蚀速率的影响接近正线性关系,对应力较低的普通钢筋影响较小,但对应力较高的预应力钢筋影响可观;氧浓差极化控制下,腐蚀速率与氧气在整个混凝土保护层内的等效扩散系数成正比,与混凝土保护层厚度及钢筋表面温度成反比。最终腐蚀速率取2个模型计算结果中的较小者。     

混凝土中钢筋锈蚀速率的时变模型

为确定混凝土中钢筋锈蚀速率随时间的变化规律,根据法拉第定律建立了钢筋锈蚀产物随时间的变化关系,在此基础上分析了钢筋锈蚀产物对混凝土孔隙率及混凝土氧气扩散性能的影响关系;建立了混凝土中钢筋锈蚀速率的时变模型.在恒温恒湿条件下,对钢筋锈蚀速率随时间的变化关系进行试验研究.试验结果表明:在其他因素不变的情况下,混凝土中钢筋锈蚀速率随时间的增长而逐渐降低,直至混凝土保护层开裂;时变模型所计算的钢筋锈蚀速率随时间的总体变化规律和试验结果所测试的总体规律基本一致,模型可以用来预测钢筋锈蚀速率随时间的变化规律.     

氯盐腐蚀钢绞线的受拉性能退化特征

通过制作专门的掺盐混凝土试件获取腐蚀钢绞线试样,然后通过静力拉伸试验研究了腐蚀钢绞线的受拉性能退化特征.结果表明:含氯盐混凝土中钢绞线具有典型的坑蚀形态特征;坑蚀引起钢绞线钢丝脆性断口的比例增大;由于坑蚀钢绞线中各钢丝的蚀坑形状、尺寸以及分布不同,使得其在静力拉伸时出现了各钢丝不同步断裂的现象;受蚀坑应力集中效应及截面削弱效应的影响,钢绞线的最大承拉力和极限平均应变出现了显著降低:在0～0.85%的腐蚀率水平下,前者约降低了9%～23%,后者约降低了50%～80%;但在上述腐蚀率水平下,钢绞线的名义弹性模量未出现明显降低.     

混凝土内钢筋锈蚀速率时变的全过程模式

讨论恒定气候环境下,混凝土内钢筋锈蚀速率的变化。在恒定气候环境和氯盐侵蚀条件下,对混凝土中钢筋的锈蚀电流密度进行测量。测量结果表明,在钢筋锈蚀过程中,锈蚀速率(锈蚀电流密度）具有时变特性,并且其时变过程可以划分为6个阶段。试验结果也显示了混凝土强度及混凝土电阻率对钢筋锈蚀速率变化的影响。基于不同锈蚀水平下钢筋与混凝土交界面过渡区(ITZ）的细观结构,开展了试验结果的机理分析,发现锈蚀层的发展和锈胀开裂是影响锈蚀过程的主要因素。最后,建立了钢筋锈蚀速率时变的全过程模式。     

锈蚀钢绞线的静力拉伸断裂特性

通过制作专门的掺盐预应力混凝土构件获取锈蚀钢绞线试样,借助宏观观察和微观电镜扫描手段研究了试样的静力拉伸断裂特性,分析了锈蚀对钢绞线静力拉伸断裂特性的影响问题.研究结果表明:当钢绞线钢丝锈蚀坑底部珠光体团的位向与钢丝纵轴线间的夹角较小时,会形成延性的铣刀式断口或杯锥式断口;反之,当该夹角较大时,会形成脆性的劈裂式断口或劈裂-铣刀式断口;钢绞线钢丝锈蚀坑处珠光体团的位向是一个概率问题,钢绞线的总体锈蚀程度越大,锈蚀坑与上述夹角较大珠光体团相遇的概率也越大,钢丝出现脆性断裂的概率也越大,整根钢绞线的脆性断裂特征也越明显.     

混凝土内钢筋锈胀力发展及钢筋锈蚀速率的时变性

为了研究混凝土内钢筋的锈蚀过程及其内在机理,通过对不同锈蚀阶段钢筋与混凝土界面的细观观测,描述了锈蚀层的形成与发展过程,给出了钢筋锈胀力的分布形态,揭示了混凝土锈胀开裂过程和钢筋锈蚀速率的时变过程.结果表明:钢筋锈蚀产物的膨胀性以及钢筋-混凝土界面区的多孔性,为铁锈物向界面区孔隙内的扩散提供了条件,随着锈蚀的进行,原有的界面区逐渐演变为混凝土与铁锈物混合的锈蚀层.锈蚀层的进一步发展,不仅会导致钢筋表面界面区逐渐密实,阻碍混凝土保护层中氧气和水分向锈蚀界面的输送,使混凝土内钢筋锈蚀速率下降,而且会使锈蚀物在钢筋表面产生对混凝土的膨胀力,最后导致混凝土开裂.