锈蚀钢筋的随机本构关系

在已有锈蚀钢筋力学性能数据库的基础上,通过锈蚀钢筋拉伸试验和数据收集进行扩充.采用三维激光扫描技术获取锈蚀钢筋的三维实体模型,提取不同位置处横截面积并分析其纵向不均匀性.结果表明:锈蚀钢筋平均截面积与最小截面积之比R服从Gumbel极值分布,且随着钢筋锈蚀的发展,其横截面积分布愈发不均匀,R的均值和均方差均变大;随着钢筋锈蚀的发展,其名义屈服强度、极限强度和极限应变均有降低,屈服平台缩短,据此建立了锈蚀钢筋的确定性本构关系.统计分析发现,不同锈蚀率下的锈蚀钢筋力学性能服从正态分布,其变异系数随着锈蚀率的增加而增大,在此基础上建立了锈蚀钢筋力学性能退化的概率模型.最终把确定性的锈蚀钢筋应力应变模型发展为随机过程模型,为锈蚀钢筋混凝土构件时变可靠性评估奠定了基础.     

不同锈蚀方法下锈蚀程度对钢筋力学性能的影响

采用人工模拟自然环境与恒电流加速锈蚀的方法使得钢筋产生不同程度的锈蚀,对不同锈蚀率HRB335光面直径12mm的钢筋进行力学性能试验,根据试验结果分析了不同锈蚀方法对钢筋名义屈服强度、名义极限强度、实际屈服强度、实际极限强度及极限伸长率的影响;分析了同种锈蚀方法不同锈蚀率时钢筋名义屈服强度、名义极限强度、实际屈服强度、实际极限强度及伸长率的变化规律。     

锈蚀钢筋力学性能试验研究分析

通过对192根实际工程中截取的不同锈蚀程度的螺纹钢筋和光圆钢筋进行试验,得到了钢筋的实测质量损失率,并对其进行了拉伸试验,得出了不同锈蚀程度的钢筋力学性能随锈蚀率不同的变化规律,并得到了锈蚀钢筋的名义屈服强度和名义极限强度的表达式。     

锈蚀钢筋力学性能退化规律试验研究

通过对模拟人工气候环境和恒电流加速锈蚀的钢筋混凝土构件破型所得的56根锈蚀钢筋进行拉伸试验,研究两种加速锈蚀方法对锈蚀钢筋力学性能的影响,分析比较不同锈蚀程度下钢筋的各项力学性能指标的变化,发现不同加速锈蚀方法下混凝土内钢筋锈蚀表面特征的不同对钢筋力学性能退化有一定影响,且随着锈蚀程度的增加,这种影响会变得越来越明显。比如应力-应变曲线将发生明显变化,钢筋的屈服点和应力峰值降低且对应的应变减小;屈服平台逐渐变短,强屈比变小;极限延伸率减小和弹性模量随锈蚀率增大逐渐变小;颈缩现象变得越不明显等。研究表明,采用人工气候环境加速试验方法可以有效模拟自然气候环境中不均匀锈蚀引起的钢筋力学性能的改变,并在试验结果分析基础上,建立与锈蚀率相关的钢筋本构关系模型,为老化混凝土结构加固设计时提供应用参考。     

锈蚀钢筋截面分布特征及轴向拉伸力学性能

采用半浸泡通电加速锈蚀法获得平均锈蚀率为0%～18%的钢筋,应用三维扫描的实物反求技术获得精确的锈蚀钢筋截面积数据,研究得到了平均锈蚀率与最大截面锈蚀率的关系,统计建立了锈蚀钢筋截面积概率分布模型;通过轴向拉伸试验研究锈蚀钢筋力学性能退化原因,定量分析锈蚀率与钢筋各力学特征值损失率的关系.结果表明:锈蚀钢筋实际材料性能未发生改变,其名义屈服强度、名义极限强度由钢筋最小残余截面积决定;钢筋变形与钢筋残余截面积分布有关,与平均锈蚀率及最大截面锈蚀率的相关程度较低;锈蚀钢筋本构关系仍可采用未锈蚀钢筋的本构关系,并可通过残余截面积概率分布模型来反映锈蚀对钢筋力学性能的影响.     

锈蚀钢筋疲劳后静力力学性能试验研究

通过对疲劳试验后的锈蚀钢筋混凝土梁中锈蚀钢筋的静力拉伸试验,获取相应锈蚀钢筋的力学性能参数,经分析得到钢筋锈蚀率与疲劳寿命和名义屈服强度之间的定性关系以及钢筋静力力学性能随疲劳应力幅和锈蚀率的变化规律。     

氯盐锈蚀钢筋的屈服强度退化分析及其概率模型

对混凝土内氯盐锈蚀HRB335级钢筋的坑蚀现象及其对钢筋力学性能的影响进行了研究;分析了现有拉伸试验中屈服强度判断方法的局限性,提出了锈蚀HRB335级钢筋名义屈服强度的判断方法(YPPCR法);将YPPCR法与数值分析相结合,建立了坑蚀钢筋数值拉伸试验方法;探讨了蚀坑三维尺寸对钢筋名义屈服强度退化的影响规律,建立了与蚀坑三维尺寸相关的单坑钢筋屈服强度退化的计算模型;最后对不同锈蚀率下由单个蚀坑引起的钢筋屈服强度的退化进行计算和概率分析,建立了与锈蚀率相关的钢筋屈服强度退化概率模型.     

锈蚀钢筋的力学性能退化研究

从现场采样、试验室加速模拟腐蚀及模拟制作三个途径获取试件,通过对试件的拉伸试验,其结果表明：随钢筋锈蚀率的增加,钢筋的强度、延伸率随之下降。根据锈蚀钢筋的有限元分析,钢筋拉伸状态下的应力分布存在应力集中现象,随锈蚀率的增加,应力集中现象越趋明显。根据试验结果与分析结果的统计分析,提出锈蚀钢筋的应力与应变关系。     

高应变率下锈蚀钢筋力学性能试验研究

通过外加电流加速锈蚀获取锈蚀钢筋,采用三维激光扫描技术测量钢筋截面锈蚀率,并对锈蚀钢筋在应变率为2×10-4~50.00s-1时的力学性能进行试验研究.结果表明：随着平均截面锈蚀率的增大,钢筋屈服平台缩短直至消失,试件破坏均发生在最小截面,钢筋屈服荷载和极限荷载相对值呈线性降低,极限应变按指数关系衰减,弹性模量基本保持不变,但锈蚀钢筋基于最小截面的强度并没有降低.锈蚀钢筋仍存在应变率效应,随着应变率的增大,锈蚀钢筋屈服荷载和极限荷载均增大,但应变率对锈蚀后钢筋弹性模量和极限应变的退化影响不大.锈蚀越严重,应变率效应越不明显.     

锈蚀钢筋再生混凝土梁力学性能试验研究及ANSYS分析

通过对钢筋通电加速锈蚀的方法,对12根不同钢筋锈蚀率下粗骨料取代率为100%再生混凝土梁的三分点加载试验,分析相同强度条件下不同钢筋直径和锈蚀率的再生混凝土梁力学性能的影响。结果表明:当钢筋锈蚀率小于10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度足以保证两者能够共同工作,此时试验梁发生材料强度破坏模式;当钢筋锈蚀率超过了10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度不足以保证两者共同工作,此时试验梁发生粘结失效破坏模式。基于ANSYS有限元软件对不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行模拟分析,并对锈蚀钢筋再生混凝土梁跨中截面的荷载应力关系曲线进行验算,通过有限元结果与试验结果对比,验证了有限元分析模型的可靠性。