后张法预应力混凝土大直径管桩耐久性退化分析

通过室内试验获得后张法预应力混凝土大直径管桩耐久性退化的初始边界条件.通过现场取样获得耐久性退化状态信息,对在役1~17a的大管桩开展现场调研和桩身取样,测试取样混凝土的氯离子浓度剖面曲线.通过Fick第二定律数学公式建立了大管桩耐久性退化模型.根据对大量数据统计分析得到在役大管桩氯离子扩散系数等腐蚀参数,对比分析了桩身与桩帽混凝土氯离子渗透情况,给出了港口工程中大管桩耐久性退化规律,对大管桩耐久性设计、使用和维护提供理论与试验依据.     

外加剂对混凝土耐久性的影响

就传统萘系减水剂(polynaphthaene sulphonate type water-reducer,PSWR)和新型聚羧酸系减水剂(polycarboxylic acid type water-reducer,PAWR)对混凝土内部孔结构、内部缺陷及抵抗外部环境作用力的影响等进行了较全面的对比分析研究,揭示了PAWR对提高混凝土耐久性的作用.试验结果表明:与PSWR相比,PAWR能改善混凝土浆体内部孔结构及孔径分布,提高混凝土的密实性;能降低混凝土的绝热温升,优化水泥水化放热曲线,减少混凝土收缩变形,提高混凝土抗裂性能和体积稳定性,减少混凝土内部缺陷;同时,还可不同程度地提高混凝土抗碳化、抗冻性能、抗氯离子侵蚀能力和钢筋保护能力,增强混凝土对外部环境的抵抗力,从而极大地提高混凝土的耐久性.     

混凝土耐久性研究及其工程施工中应用

国内外许多混凝土工程由于耐久性不足而导致结构破坏,为防止建筑物倒塌事故发生,钢筋混凝土耐久性问题已引起各国的重视。为了使钢筋混凝土耐久性和工程实际结合起来,文章重点提出了防止钢筋锈蚀、混凝土原材料配合和现场施工生产三个方面研究,从源头把关,获取分析提高混凝土结构耐久性的途径。     

青海氯盐渍土地区半埋混凝土耐久性研究

文章在现场调查的基础上,针对青海察尔汗盐湖至格尔木高速公路上使用的混凝土进行氯盐快速腐蚀试验和氯离子测试实验。试验结果表明:混凝土相对动弹性模量先上升后下降;混凝土吸附区氯离子的分布规律为先随着距表层距离的增加而增加,在0.75cm处达到最大值,之后随着距表层距离的增加而下降。结合半埋状态下混凝土各部位和周围盐渍土之间的离子交换传输机理,以及氯离子的腐蚀机理,对半埋混凝土状态下钢筋混凝土的使用寿命进行了预测。结果表明:半埋状态下混凝土和周围盐渍土之间的离子交换机理是外部"蒸发-浓缩"和毛细管吸附,内部为扩散;氯离子在半埋混凝土靠近表层处浅层区域的传输机理主要是毛细管吸入,深层区域为扩散;钢筋混凝土腐蚀的主要原因是氯离子使钢筋表面钝化膜破坏,形成腐蚀电池并产生孔蚀,随着铁锈体积增大,导致混凝土保护层开裂。最后,研究得出的青海氯盐渍土地区的半埋钢筋混凝土使用寿命和钢筋保护层厚度之间的关系与调查结果基本一致,说明了文中的寿命预测方法的合理性。     

浅谈混凝土耐久性

混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用,长期保持强度和外观完整性的能力。影响结构耐久性的因素很多,砼质量及其保护层是内在因素;环境与载荷作用则是外在因素,不同的原因会造成不同的后果。首先讨论了混凝土耐久性的概念,接着分析了混凝土冻融作用破坏机理分析﹑混凝土缺陷检测﹑提高混凝土耐久性的措施,最后做了总结。     

高性能轻集料混凝土在氯盐环境中的耐久性预测

通过测试在海水中静置3年的高性能轻集料混凝土的Cl-分布,计算其Cl-扩散系数Dc并预测其使用寿命。研究结果证明,扩散系数Dc随胶结料用量和轻集料最大粒径增加而有所增加,部分轻砂被天然河砂取代后,Dc基本不变,采用膨胀粘土集料混凝土的Dc比采用烧结粉煤灰轻集料低得多。掺入硅灰可大幅度降低Dc。混凝土的电阻随Dc的降低而大幅度提高。掺硅灰的高性能轻集料混凝土在氯盐环境中的耐久性很好,使用寿命可达数十年至上百年。     

氯离子诱导的钢筋混凝土结构耐久性研究

从影响氯离子传输的因素、临界氯离子浓度、氯离子向混凝土内传输的机理、氯离子传输预测模型等方面对因氯离子诱导的钢筋腐蚀造成的钢筋混凝土(RC)结构耐久性能退化问题进行了评述,提出了需要进一步研究的问题.     

提高混凝土耐久性措施

本文阐述了影响混凝土耐久性的内部因素和外部因素,介绍了提高混凝土耐久性的措施。     

浅谈钢筋混凝土结构的耐久性

本文介绍了结构使用寿命的影响因素,指出结构的外界环境是引起耐久性损伤的主要原因。从氯离子侵蚀钢筋的角度透视环境是如何影响钢筋混凝土结构的正常工作的,具体讨论了氯离子的来源、侵入途径、与碳化的关系以及对特殊的建筑结构氯盐侵蚀的分析,另外对混凝土锈胀开裂模型提出一些见解。     

掺矿渣活性粉末混凝土的抗氯离子渗透性研究

以活性粉末混凝土的基本配制原理为基础，掺入矿渣作为新的活性组份，配制出新型的具有超高性能的水泥基材料．抗氯离子渗透实验显示，该混凝土材料的结构非常致密，抗氯离子渗透性能远远大于其他品种的水泥基材料．硅粉对材料的抗氯离子渗透性能起主要的促进作用．掺入钢纤维和使用标准砂都有助于提高材料的抗渗性．通过X射线衍射、压汞实验以及扫描电子显微镜（SEM）等微观结构分析和研究，证实了以上观点．     

MgO钢管自应力混凝土试验研究

通过大剂量添加MgO膨胀剂,利用MgO膨胀产生的自应力成功解决了钢管混凝土结构普遍存在的脱粘问题.实验研究了添加MgO膨胀剂混凝土的约束膨胀性能.试验结果表明MgO膨胀剂具有很好的膨胀性能和理想的长期稳定性,在钢管的约束作用下,产生了较高的自应力值,使核心混凝土受压承载力提高,同时使核心混凝土内部更为致密.     

大跨径钢管混凝土拱桥非线性静风稳定性

针对大跨径钢管混凝土拱桥的特点，对其空气静力失稳问题作了理论和数值计算分析。基于虚功原理对钢管混凝土拱桥几何非线性问题的有限元分析方法进行了描述，推导出切线和割线刚度阵；在综合考虑静风荷载与结构非线性影响的基础上，利用增量法和内外两重循环相结合的方法寻找各级风速下结构变形平衡位置，并精确求解大跨径钢管混凝土拱桥静风稳定性；通过数值全过程分析得到了结构失稳行为的全过程变形曲线和失稳临界风速，并编制了相应的计算程序。实桥数值分析计算结果表明，其静风失稳为桥面弯扭耦合的失稳形态。     

钢管混凝土叠合柱式桥墩弹塑性抗震分析

运用有限元程序Midas/civil对钢管混凝土叠合柱桥墩在E1、E2地震作用下的抗震性能进行弹塑性分析,并与因阻水超限而不便采用的钢筋混凝土桥墩的计算结果进行比较.结果表明钢管混凝土叠合柱桥墩的承载、延性性能均优于钢筋混凝土桥墩.该结论能为同类桥梁在偶遇荷载作用下的设计提供参考,同时为在桥梁下部结构中采用钢管混凝土叠合柱的新的设计理念提供有利支持.     

端部带肋方钢管混凝土柱抗震试验研究

为进一步提高方钢管混凝土柱的承载能力和延性,提出了一种新的方钢管混凝土柱构造方案,即在方钢管柱的端部设置加劲肋,并设计制作了3根端部带肋方钢管混凝土柱,进行了拟静力试验,比较、分析了试件在水平低周往复荷载作用下的承载能力、滞回曲线、骨架曲线以及位移延性等抗震性能指标.研究结果表明:相对于普通方钢管混凝土柱,3根端部带肋方钢管混凝土柱的滞回曲线更为饱满,骨架曲线的下降段更为平缓,柱极限位移明显提高,分别提高了44.4%、65.3%、29.3%,位移延性系数明显增大,分别增大了27.0%、51.3%、6.7%,表现出了更良好的延性与耗能能力,抗震性能有比较明显的改善.     

圆钢管混凝土短柱的火灾后剩余承载力研究

在提出火灾全过程各阶段中钢管和核心混凝土应力-应变关系模型的基础上,采用有限元软件ABAQUS中的热-应力耦合分析模块计算了ISO-834标准火灾全过程作用后圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系曲线,计算结果和试验结果基本吻合.对火灾全过程中圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系、钢管和核心混凝土的截面应力分布以及两者之间的相互作用进行了分析,探讨了升温时间、初始荷载、截面含钢率、钢材强度、混凝土强度、防火保护层厚度和截面尺寸等参数对圆钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的影响规律,最终提出了圆钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的简化计算公式.     

方钢管超高性能混凝土界面黏结滑移性能

：为研究方钢管超高性能混凝土（UHPC）的界面黏结滑移性能,以钢管宽厚比、高宽比和UHPC强度为主要参数,设计了18个方钢管UHPC试件并对其进行静力推出试验.通过试验分析了试件的破坏过程与形态、荷载-滑移曲线、黏结强度和钢管纵向应变分布,结果表明：推出后的试件整体较为完整,钢管无鼓曲现象,加载端边缘处混凝土有一定损伤;加载端与自由端的荷载-滑移曲线形状基本一致,且曲线分为有明显峰值点的弱化型和无明显峰值点的强化型两类;黏结强度随宽厚比和高宽比的增加而减小,当宽厚比较大时,增大UHPC强度可以明显提高黏结强度;加载端的钢管纵向应变小于自由端,应变沿高度方向大致呈指数分布.从黏结强度的组成出发,忽略化学胶着力影响,通过确定界面摩擦和机械咬合应力的表达式,建立了方钢管UHPC在两种养护条件下的黏结强度计算模型,理论计算与试验数据符合较好.     

端部设肋方钢管混凝土框架柱抗震性能分析

提出了一种端部设肋方钢管混凝土框架柱,采取在柱端部区域设置纵向加劲肋的方式避免端部过早地发生局部屈曲,以提高其承载力,改善延性和抗震性能.采用通用非线性有限元软件MSC.Marc建立壳-实体精细有限元分析模型对已有试验进行了非线性有限元分析,有限元分析结果与试验结果吻合良好.在验证了有限元模型合理性的基础上,分析了不同参数条件下端部设肋方钢管混凝土框架柱的力学性能.研究表明,端部加劲肋能够延缓钢管壁的鼓曲,提高柱的承载力,显著改善柱的延性和抗震性能.端部加劲肋的设置长度以柱的1~2倍边长为宜,高度和厚度应满足一定的构造要求,可以通过增大加劲肋的厚度或增加每边加劲肋的设置数量来提高柱的承载力,且后者效果更好.     

MgO钢管自应力混凝土短柱轴压试验研究

实验研究了添加MgO膨胀剂自应力钢管混凝土短柱轴压下的力学性能.研究分析了初始自应力对其强度和变形能力的影响.试验结果表明由于钢管约束膨胀产生的自应力使核心混凝土三向受压,提高了组合柱的轴压极限承载力;自应力的存在延缓了弹塑性阶段核心混凝土裂缝的扩展,提高了核心混凝土的切线模量;同时使核心混凝土内部更为致密,有效地解决了钢管混凝土脱粘的问题,有力地保证了钢管和核心混凝土的协同工作.     

钢管混凝土框架结构模拟地震振动台试验

按1:10缩比设计制作了一榀钢管混凝土柱-H钢梁框架结构模型,并进行了模拟地震振动台试验.测试了模型结构动力特性及在El-Centro波、天津波(N-S)和武汉人工波激励下的地震反应.根据模型加速度、位移和应变反应,按相似关系反推原型结构在各种地震波作用下的地震反应,得到原型结构顶层屋面最大位移和层间位移值,进而得到结构弹性总位移角值和层间位移角值.试验及分析结果表明:模型结构最大位移为3.84 mm、加速度放大系数为3.35;模型结构前3阶频率分别为9.51、10.91和17.75 Hz,对应原型结构前3阶周期分别为1.05、0.92、0.56 s,其整体平扭与平动周期比为0.53(Y向)和0.61(X向);原型结构在8.5度多遇地震时整体处于弹性状态,最大弹性总位移角值和层间位移角值分别为1/750和1/318,未超过现行规范限值要求.     

基于OpenSEES的钢管混凝土组合柱抗震性能数值分析

为了研究低周往复荷载作用下钢管混凝土组合柱的抗震性能,采用有限元软件OpenSEES对其进行数值模拟.研究结果表明:OpenSEES可以很好地模拟钢管混凝土组合柱在往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,模拟的峰值承载力和试验结果吻合良好,误差小于10％.滞回曲线形状基本一致,能反映组合柱试件在反复加载过程中的刚度及强度的退化现象.