-
文章通过 RCM 法、RCPT法及自然扩散试验,系统研究了不同胶凝体系混凝土的氯离子渗透特性及其对钢筋锈蚀的影响.结果表明,掺入粉煤灰或矿渣微粉显著降低氯离子扩散系数与电通量,优化孔结构,延缓氯离子侵入;钢筋腐蚀电流密度与氯离子扩散系数高度相关(r=0.92),掺合料可以有效延长钢筋钝化期.微观分析证实,二次水化反应可以细化孔径、减少有害孔,提升混凝土抗氯侵蚀能力.本研究内容可以为耐久性设计提供理论基础和技术支持.
氯离子渗透钢筋混凝土耐久性能掺合料钢筋锈蚀微观结构
-
在极罕遇地震作用下,结构水平位移急剧增大,对阻尼装置的能量耗散能力与可调阻尼性能提出更高要求.传统摩擦阻尼器通常依赖预紧螺栓施加恒定预紧力,其摩擦力难以随地震强度自适应变化,限制了其在强震中的应用.为克服这一局限,提出一种无预紧力变摩擦惯容器(non-preload variable friction inerter,NVFI),理论分析与拟静力试验已证实该装置具备无需预紧力、阻尼力自适应调节的优越性能.基于ABAQUS平台开发NVFI的用户单元,并构建VUEL-NVFI数值模型,通过与MATLAB数值解在简谐和地震荷载下的对比,验证所开发单元在模拟其特有的"蝴蝶形"滞回特性时具有高精度与稳定性;将该VUEL单元应用于10层钢筋混凝土框架三维模型,系统分析其在多级地震下的减震机理.结果表明:随着地震动强度的增强,NVFI的变摩擦机制能够随装置变形幅值的增加而提高耗能能力;在极罕遇地震作用下,该体系仍能有效控制层间位移,最大减震率达56.05%,显著提升了结构的抗震性能;开发的VUEL单元为NVFI的工程化分析提供了可靠工具,其自适应减震机理在极罕遇地震作用下的结构抗倒塌设计中具有显著实用价值和应用前景.
变摩擦惯容器无预紧力惯容效应二次开发抗震性能
-
为简化钢壳-混凝土组合索塔结构构造并提升建造效率,对新型的带肋直钩钢筋剪力键进行研究.首先,对该新型剪力键设计推出与拔出荷载试验,得到各试件的剪切承载力、拔出承载力及相应破坏特征;其次,结合有限元软件进行分析,建立试件破坏模式与承载力之间的对应关系;最后,在分析模型基础上,进一步探讨埋深对剪力键性能的影响,并提出直钩钢筋剪力键的剪切与拔出承载力计算式.研究结果表明:直钩钢筋剪力键在剪切荷载下表现为加劲肋屈服,在拔出荷载下表现为混凝土冲切破坏,并伴随着直钩钢筋屈服,破坏模式的不同使剪力键的承载力差距最大可达 5倍;推出荷载下钢混黏结力占总承载力的 30%;直钩钢筋的位置决定了其在拔出荷载下的受力特点及失效模式;减小直钩钢筋与加劲肋间距后,剪力键的拔出承载力提升了 35%,增大 1倍剪力键埋深后,拔出承载力提升了 1 倍.
组合结构连接件剪切荷载拔出试验承载力
-
为探讨预制与现浇混凝土新旧接触面对装配式地铁车站单侧叠合侧墙抗压性能的影响,本文基于某市地铁车站工程开展试验研究,制作了1/2缩尺比例的单面叠合试件与现浇试件各1个,叠合试件的侧墙底面和侧面分别选用水洗露骨料施工工艺和凿毛施工工艺进行处理,通过偏心抗压试验对比分析两试件的破坏形态、荷载-位移响应及截面应变分布.初步试验结果表明:两试件破坏形态存在差异,叠合试件侧面叠合面较早出现竖向裂缝,其开裂荷载为200 kN,仅为现浇试件的50％;叠合试件顶部混凝土压溃破坏,现浇试件表现为中部混凝土剥裂,叠合面改变了试件的破坏机制;荷载-侧向位移曲线基本接近,两者受力性能相似,叠合试件破坏荷载为1020 kN,为现浇试件的1.07倍;横截面钢筋应变分布基本满足平截面假定,叠合面粘结性能良好.该研究为单侧叠合侧墙的设计与施工提供参考.
地铁车站装配式结构单侧叠合侧墙抗压性能
-
针对盾构隧道混凝土管片生产过程中的质量问题,本文提出抗弯性能检测、渗漏检测、注浆孔抗拔检测、回弹强度检测、钢筋保护层检测等创新方案,并在深圳地铁项目中实践.结果表明,新检测方案能够有效解决抗弯试验压力波动及渗漏检验水压损失等问题,且提出的构件组批检测方案和钢筋保护层三维定位技术,填补行业规范空白;实践中能够提高管片合格率与检测效率,降低渗漏率和人工成本,极大减少结构失效风险,保障隧道长期安全.
盾构混凝土管片质量控制抗弯性能渗漏检验钢筋保护层检测技术标准化
-
针对装配式钢-混凝土组合结构节点的抗震韧性问题,提出一种基于榫式插接的新型装配式钢筋混凝土柱-钢梁组合节点(PRCSJs).对3个PRCSJs边节点试件进行拟静力试验,以轴压比和后浇混凝土强度为参数变量,研究不同参数对PRCSJs承载能力、延性、耗能能力及性能退化的影响,并对节点进行刚性评估.结果表明:PRCSJs的破坏模式为梁端连接破坏,满足"强柱弱梁"抗震设计准则;PRCSJs的滞回曲线呈饱满梭形,具有明确的弹性、弹塑性及破坏受力 3阶段;PRCSJs的平均延性系数在2.76～4.88之间,等效黏滞阻尼系数在0.28～0.31之间,展现出良好的延性和耗能;后浇超高性能混凝土能有效提升PRCSJs的承载能力,增强节点整体变形性能,降低后浇区混凝土的裂缝开裂;轴压比在0.15～0.3范围内时,增大轴压比能有效提高初始刚度,但会显著降低节点延性和刚度退化性能;PRCSJs在有侧移时为半刚性节点和部分强度节点.
预制装配式组合节点轴压比超高性能混凝土刚性评估
-
低黏结高强钢棒混凝土柱在大变形阶段具有正刚度和低残余变形的自复位特征,但震后能否经简单修复恢复功能尚缺乏试验验证.以 5 个经历拟静力试验的震损高强钢棒自复位混凝土圆柱为对象,分别采用灌浆料置换、螺栓连接钢套管和粘贴碳纤维布 3 种方法进行加固修复,并开展第2 次拟静力试验,获取修复柱的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标.在此基础上,以水平承载力修复率和残余变形修复率为评价指标,基于熵权法构建了功能修复率的综合评价方法.结果表明:3 种方法修复后试验柱的功能修复率均超过84%,施工时间控制在12 小时以内,验证了震损自复位柱经快速修复即可恢复结构功能;不同修复方法的性能差异源于约束建立机理的不同——灌浆料置换修复主要恢复截面材料强度,对延性和耗能改善有限;CFRP 依赖混凝土膨胀触发被动约束,在大变形阶段约束效应增强,对残余变形的控制更优,综合修复率最高,钢套管通过螺栓预紧形成主动约束,前期峰值承载力提升显著;在相同参数条件下,功能修复率评价结果表明,粘贴碳纤维布加固方式的功能修复率高于灌浆料置换和钢套管加固.
震损自复位钢筋混凝土圆柱加固修复抗震性能高强钢棒
-
活性粉末混凝土(RPC)与高强钢筋匹配使用可以充分发挥两种材料强度,降低材料用量,且RPC材料的使用可提高结构的耐久性.钢筋混凝土梁在服役下多为负载甚至带裂缝工作,为研究高强钢筋RPC梁在荷载下的耐久性,该文以钢筋强度(HRB400和HTRB600)、混凝土类型(C60和RPC)和锈蚀时间(0 d、30 d、60 d、90 d、120 d)为变量,设计了 20根钢筋混凝土梁试件,研究了氯离子侵蚀和开裂荷载共同作用下高强钢筋RPC梁抗弯性能劣化规律,揭示了高强钢筋和RPC材料对钢筋混凝土梁腐蚀劣化性能的影响.研究结果表明:在开裂荷载与相同腐蚀条件下,高强钢筋RPC梁中钢筋的锈蚀率以及梁构件承载力退化速度略低于普通钢筋RPC梁;相较于采用普通混凝土的梁构件,采用RPC材料时,梁构件中的钢筋锈蚀率及承载力退化速度大幅度降低.因此,高强钢筋和RPC材料均可提高钢筋混凝土梁在开裂荷载下的耐腐蚀性能,且RPC材料对梁构件耐腐蚀性能的提高幅度远大于高强钢筋.
高强钢筋活性粉末混凝土抗弯性能耐久性承载力
-
为解决钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁受压易屈曲、混凝土受拉易开裂问题,提出了一种钢梁为矩形双钢管混凝土翼缘梁、翼板为高强高延水泥基复合材料(high-strength engineered cementitious composites,HSECC)的双管翼缘-HSECC组合梁.为探究该种组合梁负弯矩区抗弯性能,开展了负弯矩受力状态下结构破坏性试验,分析了试验梁破坏模式、裂缝分布、承载能力、变形及应变发展规律,结合应力-应变协调关系建立了双管翼缘-HSECC组合梁开裂弯矩、受压翼缘屈服弯矩、钢筋屈服弯矩及极限弯矩计算公式.研究表明:各试验梁最终破坏时均表现出显著的负弯矩区塑性弯曲破坏形态,受压翼缘及腹板均发生了受压屈曲控制性破坏;双管翼缘-HSECC组合梁具有显著更优的负弯矩区抗裂性能和承载能力,对比于同为双管翼缘梁的普通混凝土翼板组合梁,该种组合梁开裂荷载大幅提高了 249.2％,裂缝分布密集且宽度更小,对比于同为HSECC翼板的工字钢组合梁,该种组合梁的极限荷载显著提高了 51％;双管翼缘梁的使用更好地发挥了 HSECC翼板的高强抗裂性优势.所提公式计算结果与试验值吻合良好,可用于双管翼缘-HSECC组合梁负弯矩区抗弯承载力计算分析.
双管翼缘组合梁高强高延水泥基复合材料负弯矩区抗弯性能抗弯承载力
-
回收混凝土中的虚渣缺陷及其随机分布会影响结构性能,使再生混凝土难以用于上部结构建造.该文研究通过加设特定的构造钢筋,将普通梁的钢筋笼改造成桁架结构,使钢筋桁架具有适宜的承载力及刚度,可以用来弥补再生混凝土材料性能缺陷可能造成的不利影响.分别采用传统绑扎钢筋笼与专门设计的焊接桁架钢筋笼、普通混凝土与再生混凝土,制做了混凝土梁试件,进行受弯性能试验,研究了承载力、裂缝规律、破坏形态、延性等差异;并通过理论分析,得出了具有一般性的钢筋桁架补强再生混凝土梁的设计方法;开展了试验梁的有限元模型与试验结果对比分析,研究表明:借助钢筋桁架,再生混凝土梁的正截面抗弯承载力可提高至等同于同尺寸截面普通混凝土梁;刚度可根据需求加强至不低于同截面普通混凝土梁;有限元分析与试验结果吻合较好,试验研究反映的规律具有一般性.施工方法与传统混凝土结构相同,不增加特殊材料及工种,实施方便,能显著节约混凝土回收及再生骨料加工的成本.
钢筋桁架补强再生混凝土梁加设斜腹筋再生混凝土钢筋桁架结构性能
