现有建筑物结构抗力退化计算

针对钢筋混凝土结构，在假定结构抗力退化为阶跃式模式下，从结构构件材料截面减小和材料性能退化两方面分析计算结构抗力退化，给出了以现有建筑物钢筋混凝土结构构件的混凝土截面、钢筋截面、钢筋强度、钢筋与混凝土共同作用个指档的抗力退化简化计算公式。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十一)

1 检测目的 混凝土中的钢筋通常由于混凝土的碱性保护而免遭腐蚀。但由于碳化作用,空气中酸性气体(CO_2、SO_2等)的侵入,腐蚀性介质的侵蚀和混凝土中氯化钙的侵蚀等,会造成钢筋锈蚀。钢筋锈蚀使钢筋有效截面减小,并降低钢筋与混凝土之间的粘结力,从而减弱钢筋混凝土构件的承载能力和耐久性。对于旧工业建筑物,检测钢筋混凝土结构构件中钢筋的锈蚀程度,是查找安全隐患,鉴定其可靠性和耐久性的重要指标之一。 2 检测范围 当存在以下情况之一时,应检测钢筋的锈蚀程度: (1)当混凝土保护层已完全碳化时。 (2)当混凝土构件出现沿钢筋方向的纵向裂纹时。 (3)当环境中存在腐蚀性介质并侵入到混凝土构件中,或者施工时混凝土中掺入了氯盐时。     

灰浆层对钢筋混凝土楼板耐火极限的影响

为保护钢筋混凝土结构不因受到高温影响使结构急剧丧失承载能力而倒塌,常采用增加灰浆层的办法。钢筋在混凝土与灰浆层保护层的包裹之内,可以缓解温度急剧上升。但典型灰浆层对钢筋混凝土的耐火极限的报道还不多。本文针对灰浆层对钢筋混凝土的耐火极限影响进行了试验研究。比较了增加灰浆层与不加抹灰层在耐火极限、烧损面、残余强度等方面的变化,讨论了灰浆层对结构防火的贡献。结果证明：钢筋在混凝土在灰浆层保护层的包裹之内,可以缓解温度急剧上升,保护层使建筑物有一定的耐火作用;增加钢筋混凝土结构构件的保护层厚度能够有效提高构件的耐火极限;混凝土砂浆保护层直接关系到混凝土结构的承载力,直接关系到混凝土结构的耐久性与耐火性。     

碳纤维布加固技术在结构安全隐患工程的应用

安全隐患的工程概况 某制药厂提取车间建于1984年，由于建成时间较久，结构老化，无论抗震能力还是承载能力已不能满足安全使用要求。因长期受腐蚀性气体的侵蚀，三根薄腹梁下弦混凝土与钢筋均遭受严重腐蚀，导致保护层混凝土开裂、酥松、剥落，造成混凝土梁有效截面减少，使结构构件断面刚性降低、挠度增加，久之混凝土作用会失效，存在一定的工程安全隐患。另外由于下弦钢筋锈蚀、剥落，钢筋受力截面削弱，     

在役钢筋混凝土梁斜截面抗剪可靠度评估方法

在役钢筋混凝土梁斜截面抗剪可靠性是迫切需要研究的问题。本文在分析锈蚀钢筋混凝土梁力学性能研究成果的基础上,建立了在役钢筋混凝土梁抗剪承载力的计算公式;针对在役构件具备实测资料的情况,将抗力和荷载进行随机变量处理,提出了评估在役钢筋混凝土梁斜截面抗剪可靠度的方法,并进行了实例分析和计算。     

带肋薄壁钢管混凝土T形柱温度场试验与数值分析

为研究高温下带肋薄壁钢管混凝土T形截面柱温度场的分布规律,采用电热炉进行了温度场试验,进而采用ABAQUS有限元软件建立模型,与试验结果比较,验证模型的可靠性,在此基础上,分析了标准火灾下构件温度分布规律,构件从受火面到构件截面中部,温度逐渐降低,混凝土温度较钢管和钢筋温度明显滞后,且四个阳角温度高于两个阴角温度。在工程常用范围内,分析了受火时间、截面尺寸和加劲肋间距对构件温度场分布的影响,结果表明:随着构件截面尺寸的增大截面温度呈明显降低趋势,随着受火时间的增加钢管温度和混凝土温度呈不同态势增长,而钢筋加劲肋间距变化对温度场影响较小。     

钢筋混凝土梁桥火灾高温安全评价

综合考虑火灾高温下影响钢筋混凝土结构性能的参数,利用数值模拟程序分析火灾高温下钢筋混凝土矩形截面梁的温度分布,研究了保护层厚度对ISO 834标准火灾升温过程中钢筋混凝土矩形截面梁极限弯矩的时变效应规律.在此基础上,建立了钢筋混凝土梁桥火灾高温安全评价模型,提供了相应的计算方法,分析了不同温度下钢筋和混凝土的弹性模量损伤度及强度损伤度,对火灾高温下不同时间钢筋混凝土梁桥安全指标实现了量化归类.结果表明:在火灾高温作用下混凝土弹性模量比其相应强度更容易损伤,损伤速率大;火灾时间和保护层厚度对钢筋混凝土梁极限弯矩和安全等级有较大影响;火灾高温超过40 min后,梁的极限弯矩直线下降,100 min左右,可达严重损伤;钢筋混凝土梁极限弯矩随保护层厚度的增加呈线性递增关系;提高混凝土保护层厚度,可有效提高火灾场钢筋混凝土梁的耐火极限和安全等级.     

现役钢筋混凝土受弯构件残余承载力计算模型

本文基于钢筋混凝土结构理论及锈蚀钢筋混凝土构件的力学性能的变化规律,建立了钢筋混凝土构件残余承载力的计算模型,并通过实验验证了计算模型的有效性.模型的物理概念明确、简单实用,可供现役混凝土结构的耐久性评估及维修决策参考.     

考虑退化的结构抗力的估计

分析使用中的建筑结构抗力的不定性和结构抗力的退化特性。针对结构抗力受腐蚀磨损以及开裂变形而退化的特性,提出了退化结构抗力的计算公式。     

钢筋与混凝土界面的疲劳特性

钢筋与混凝土界面的脱粘是钢筋混凝土材料与结构的主要失效形式之一。针对建立的几何剪切筒模型和选取的常用实验加载方式,对3种不同损伤模型推导出循环荷载作用下钢筋与混凝土界面脱粘应力解析模型;借助描述疲劳裂纹扩展的Paris公式,进一步研究和分析了界面疲劳脱粘速率及界面疲劳裂纹扩展长度与循环加载次数的关系;同时分析了材料刚度衰减对疲劳裂纹扩展速率和扩展长度的影响。笔者对钢筋与混凝土界面的疲劳特性研究所建立的损伤模型和分析方法,为混凝土结构的安全设计及其寿命评估提供一个新思路。     

钢筋混凝土界面的疲劳损伤

钢筋与混凝土界面的脱粘是钢筋混凝土材料与结构的主要失效形式之一。针对笔者建立的几何剪切筒模型和选取的常用实验加载方式 ,推导出循环荷载作用下钢筋与混凝土界面脱粘应力解析模型 ,借助断裂力学的基本理论 ,进一步研究和分析了界面疲劳脱粘速率及界面摩擦剪应力与循环加载次数的关系 ,同时考虑了泊松比对疲劳特性的影响 ,为混凝土结构的安全评估提供一个新思路。     

混凝土中钢筋锈蚀的研究

钢筋腐蚀对混凝土耐久性和安全性有很大影响。笔者阐述了研究钢筋锈蚀的原因、目的和意义;研究了钢筋在未开裂和裂缝状态下的锈蚀机理,钢筋的腐蚀过程实质上是一个电化学反应过程;影响钢筋锈蚀的主要因素有混凝土的密实度、混凝土碳化、环境湿度、氯离子侵入等;对钢筋腐蚀过程中的4个阶段进行了研究;从锈后钢筋截面面积损失率对结构受力的影响进行讨论;从正常使用寿命和承载能力使用寿命两方面对在役混凝土结构剩余寿命进行预测;并提出了钢筋锈蚀应采取的预防措施,以提高结构的耐久性和安全性,减少耐久性破坏造成的损失。研究的成果在工程上具有一定的理论意义和实用价值。     

考虑爆裂影响的钢筋混凝土梁火灾温度场数值分析

为了描述混凝土高温爆裂对构件热传导过程的影响,结合钢筋混凝土梁火灾试验,考虑爆裂时间和区域的不确定性,建立了火灾下钢筋混凝土梁数值分析模型,分析爆裂深度、爆裂面积比、爆裂位置等爆裂参数对梁跨中截面温度场的影响规律。研究结果表明:当钢筋混凝土梁发生受火爆裂,梁截面的温度显著升高,并随爆裂深度的增大而进一步增强;爆裂面积比对截面温度场影响不显著,当爆裂深度、爆裂位置一定,爆裂面积比增加达到13%左右时,截面温度场基本上不再变化;爆裂深度、爆裂面积比一定,梁跨中爆裂对截面温度场影响最大,但是底部纵筋处温度较顶部纵筋处温度升高较快。     

火灾下钢筋混凝土梁热力学性能数值模拟分析*

为了研究火灾下钢筋混凝土（RC）简支梁的热力学性能,建立火灾高温下RC梁的数值分析模型,与火灾试验对比验证模型的有效性;分别对4根完全相同的RC梁进行不同受火试验,研究受火时间、混凝土高温爆裂及钢筋-混凝土黏结高温退化对RC梁截面温度场分布、钢筋应力与滑移量分布、残余抗弯承载力的影响规律。研究结果表明:截面温度梯度随受火时间增长而扩大,底部角筋比其他纵筋升温均快;混凝土爆裂对直接受火面10 mm厚度范围内温度影响较为显著,角筋升温速率随受火时间增长而增大;底部纵筋应力随受火时间增长而下降,中筋的应力高于角筋;钢混界面滑移量随受火时间增长而增大,底部中筋的滑移量小于角筋;残余抗弯承载力随受火时间增长而线性减小;爆裂深度对残余抗弯承载力的影响程度要高于爆裂面积,跨中1/5跨长位置爆裂对残余抗弯承载力影响最大。     

火灾后钢筋混凝土板的承载力计算与可靠指标分析

本文利用有限差分法分析了火灾时钢筋混凝土板内最高温度分布，并根据有关火灾温度后钢筋与混凝土的本构关系及钢筋混凝土结构理论，用数值方法计算了钢筋混凝土板灾后承载能力。此外还根据结构可靠度理论分析了钢筋混凝土板在承受原设计荷载时其可靠指标的变化。     

火灾后配筋圆钢管混凝土柱剩余承载力数值分析

研究配筋圆钢管混凝土轴压短柱火灾后剩余承载力。利用ABAQUS有限元分析软件建立了ISO-834标准升温曲线升温作用下配筋圆钢管混凝土短柱温度场模型,基于温度场分析结果建立了配筋圆钢管混凝土轴压短柱力学分析模型,利用以往试验结果对模型进行了验证,计算结果与实验结果吻合良好。在此基础上进行了火灾后配筋圆钢管混凝土轴压短柱剩余承载力参数分析,选用的参数包括：升温时间、混凝土强度、钢管强度、钢筋强度、含钢率、配筋率、构件截面尺寸等。研究结果表明：在本次参数范围内,在其它条件相同的情况下,与常温下的承载力相比,受火时间越长,截面尺寸越小,构件火灾后剩余承载力的损失越高。结果可供有关钢管混凝土工程火灾后修复加固参考。     

少筋钢筋混凝土桥墩M-φ曲线的计算

应用有限条法 ,对圆端形桥墩正截面弯矩 -曲率 (M φ)关系曲线进行计算。计算中针对桥墩截面低配筋率情况考虑了混凝土抗压强度计算、抗拉强度计算及钢筋的弹性段、屈服平台段和强化段计算。应用MATLAB编写了计算程序 ,并分析了受拉区混凝土抗拉强度对低配筋率钢筋混凝土桥墩M φ曲线的影响。最后用理论M φ骨架曲线验推得位移 -内力曲线与试验实测数据对比 ,证实了理论M φ曲线计算的正确性。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(六)

1 检测目的 结构构件的材料强度是决定结构和构件承载能力的关键因素,也是评定结构和构件可靠性、确定其危险源的主要参数。由于设计、施工和使用中的各种失误,如:原材料的不合理代用,混凝土配合比控制不严,混凝土浇注、震捣或养护不符合技术要求,使用了不合格材料,遭受有害介质侵蚀,遭受高温烘烤、火灾等,都会使结构构件的材料强度达不到设计要求,影响结构构件的正常、安全使用。所以,已有建筑物的结构构件的材料强度检测评定是十分重要的检测项目之一。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十一)

1 检测目的 混凝土材质恶化是指混凝土或钢筋混凝土结构受环境条件、化学腐蚀、火灾及长期高温作用、碱骨料反应,造成混凝土开裂、酥松、起鼓、剥落、强度下降,并导致钢筋锈蚀、耐久性下降。因此,混凝土材质恶化检测是评定混凝土结构耐久性损伤原因及程度,预测剩余寿命的重要指标之一。 2 检测内容 (1)构件所处环境情况的分类; (2)化学介质侵蚀损伤检测; (3)混凝土碳化深度检测; (4)冻融损伤检测; (5)火灾及长期高温作用损伤检测; (6)碱骨料反应损伤检测。 3 环境情况的分类及测区布置 3.1 环境情况的分类 室外构件可分成三类:室外淋雨构件;室外不淋雨构件;室外靠近建筑物通风口的构件。 室内构件可按所处环境温度和湿度情况分类。环境温度分类:①正常室温;②小于60℃;③大于60℃。环境湿度分类:①干燥环境;②正常室内空气湿度,无水;③经常有水的环境,如雨水、生产用水;④50％～80％的时间浸泡在水中,或周围空气相对湿度为80％～90％;⑤80％以上时间浸泡在水中,或周围空气相对湿度在90％以上。     

火灾下钢筋混凝土受弯构件的非线性分析

火灾下钢筋混凝土受弯构件的变形非常大,伴随的转动也很大,尤其是单面受火的板,属于典型的大变形问题。基于平截面假定的M-φ非线性分析方法,以截面中心处的应变ε^-和截面曲率φ为基本变量,建立平衡方程,原理简单,比较适合对火灾下钢筋混凝土受弯构件的简单分析。材料的本构方程中考虑了塑性应变、蠕变应变和热膨胀应变,并采用了有效的热弹塑性积分方案。利用Quasi-Newton方法,进行求解。通过实际编程发现,该方法简单,计算量小,且计算精度能满足工程要求。缺点是需要选择合适的ε^-,φ初值。