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基于锈胀裂缝宽度的损伤混凝土梁可靠度分析
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作者 柏玉良 金伟良 +1 位作者 余一凡 金康成 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期140-147,共8页
为了探究损伤混凝土梁的耐久性能退化规律,通过引入疲劳损伤因子和徐变损伤因子,建立含疲劳和徐变损伤混凝土梁保护层锈胀开裂后钢筋锈蚀深度的计算模型,并根据《混凝土结构耐久性设计标准》建立由锈胀裂缝宽度控制的耐久性极限状态方... 为了探究损伤混凝土梁的耐久性能退化规律,通过引入疲劳损伤因子和徐变损伤因子,建立含疲劳和徐变损伤混凝土梁保护层锈胀开裂后钢筋锈蚀深度的计算模型,并根据《混凝土结构耐久性设计标准》建立由锈胀裂缝宽度控制的耐久性极限状态方程。运用Monte-Carlo数值模拟方法计算6根混凝土试验梁在裂缝宽度限值范围内的可靠度;采用验算点法计算腐蚀电流密度、混凝土抗压强度、保护层厚度和钢筋直径等4项参数的灵敏度。结果表明:随着锈蚀时间的增加,可靠度从0.9下降到0.1,并且在60%疲劳寿命次数的循环荷载作用后,持荷时间增加3个月对梁的可靠度影响较小;保护层厚度的增加和钢筋直径的减小均能提高梁的可靠度,减缓结构可靠度在钢筋锈蚀前期的下降速度,8 mm的钢筋直径可以作为损伤混凝土梁耐久性设计的参照值;腐蚀电流密度、保护层厚度和钢筋直径3个参数的灵敏度较大,因此,这3个参数是耐久性极限状态可靠度的主要影响因素。 展开更多
关键词 损伤混凝土梁 锈胀裂缝宽度 极限状态方程 可靠度 灵敏度
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碳纤维布加固损伤混凝土梁抗弯性能试验研究 被引量:18
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作者 刘相 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2016年第4期114-120,86,共8页
本试验采用5根钢筋混凝土梁,其中1根对比梁加载至破坏,其余4根梁加载至最大裂缝宽度达到0.2mm^0.3mm后卸载采用碳纤维布进行加固且用U形箍锚固,然后进行抗弯试验。试验结果表明,采用U形箍锚固措施对损伤钢筋混凝土梁极限承载力有不同程... 本试验采用5根钢筋混凝土梁,其中1根对比梁加载至破坏,其余4根梁加载至最大裂缝宽度达到0.2mm^0.3mm后卸载采用碳纤维布进行加固且用U形箍锚固,然后进行抗弯试验。试验结果表明,采用U形箍锚固措施对损伤钢筋混凝土梁极限承载力有不同程度的影响。在试验研究和理论分析基础上对碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯承载力计算方法进行了分析,给出了损伤混凝土梁抗弯承载力折减系数;并对加固损伤钢筋混凝土梁挠度进行分析。计算结果表明,理论计算结果与试验值吻合较好。 展开更多
关键词 损伤钢筋混凝土 碳纤维布 加固 抗弯性能
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锈蚀及疲劳损伤后钢筋混凝土梁寿命预测及敏感性分析 被引量:6
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作者 金伟良 余一凡 柏玉良 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期260-267,共8页
为了探究锈蚀和疲劳作用后钢筋混凝土梁的长期性能,基于试验建立了钢筋混凝土梁含初始损伤的长期性能计算模型.基于该模型建立了锈蚀及疲劳损伤后钢筋混凝土梁的极限状态方程,采用蒙特卡洛模拟研究了梁长期性能的时变可靠度并进行了寿... 为了探究锈蚀和疲劳作用后钢筋混凝土梁的长期性能,基于试验建立了钢筋混凝土梁含初始损伤的长期性能计算模型.基于该模型建立了锈蚀及疲劳损伤后钢筋混凝土梁的极限状态方程,采用蒙特卡洛模拟研究了梁长期性能的时变可靠度并进行了寿命预测,分析了设计参数和初始损伤对梁使用寿命的影响,研究了试验梁满足100 a使用寿命的临界服役条件.结果表明,锈蚀和疲劳作用会严重削弱钢筋混凝土梁的长期性能,仅含4%锈蚀率和15%疲劳损伤梁的长期性能难以满足服役要求.增加梁的截面高度和钢筋截面面积可以有效地提高梁的长期性能,增大梁的截面宽度只能改善初始损伤小的梁的长期性能. 展开更多
关键词 损伤钢筋混凝土 刚度计算模型 寿命预测 敏感性分析
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碱溶液疲劳耦合作用下BFRP布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯试验研究 被引量:2
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作者 王海良 李龙 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期38-43,共6页
基于桥梁结构所处环境的复杂性及所承受荷载的特殊性,试图探索碱溶液环境和疲劳荷载耦合作用下BFRP布加固既有损伤混凝土性能,开展了粘贴二层玄武岩纤维布加固,pH值分别为7、9、10的溶液环境和等幅疲劳耦合作用下损伤RC梁的抗弯试验研... 基于桥梁结构所处环境的复杂性及所承受荷载的特殊性,试图探索碱溶液环境和疲劳荷载耦合作用下BFRP布加固既有损伤混凝土性能,开展了粘贴二层玄武岩纤维布加固,pH值分别为7、9、10的溶液环境和等幅疲劳耦合作用下损伤RC梁的抗弯试验研究。试验结果表明,即使在碱溶液环境和疲劳荷载耦合作用下,BFRP布仍能提高损伤RC梁极限承载力和抗弯刚度;相同疲劳次数下,在pH=9的溶液环境中,作用90d的加固梁比作用60d的加固梁挠度增加了23.13%;其他参数相同情况下,pH=7、pH=10的试验梁较未经环境作用试验梁抗弯强度分别降低10.06%、21.15%,可见,随着碱溶液浓度的增加、作用时间的延长,RC梁极限承载力、抗弯刚度、抗疲劳等性能显著下降;最后以试验梁挠度变化作为疲劳损伤指标,拟合出了考虑pH值、疲劳次数混凝土加固梁变形模量表达式。 展开更多
关键词 碱溶液 损伤钢筋混凝土 玄武岩纤维布 环境疲劳耦合作用 疲劳变形模量
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预损伤钢筋混凝土梁有限元数值模拟研究
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作者 吴加权 李红艳 +2 位作者 叶飞 张馨予 马琨 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3437-3444,共8页
基于模态分析理论,以预损伤钢筋混凝土梁结构为研究对象,通过有限元数值模拟反向研究了钢筋混凝土梁不同损伤位置、不同损伤状况下结构频率、位移模态、曲率模态,应变模态等模态参数的一般变化规律和各模态参量在钢筋混凝土结构损伤识... 基于模态分析理论,以预损伤钢筋混凝土梁结构为研究对象,通过有限元数值模拟反向研究了钢筋混凝土梁不同损伤位置、不同损伤状况下结构频率、位移模态、曲率模态,应变模态等模态参数的一般变化规律和各模态参量在钢筋混凝土结构损伤识别中的适应性和敏感性。研究结果表明,结构频率和位移模态难以有效反映出结构损伤状况的存在,而曲率模态和应变模态则均能较好地反映出结构的损伤状态,基于曲率模态和应变模态的结构损伤识别方法可用于大型复杂钢筋混凝土桥梁结构的损伤识别。 展开更多
关键词 模态分析 损伤钢筋混凝土 数值模拟 固有频率 曲率模态 应变模态
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CFRP加固损伤钢筋混凝土梁抗冲击性能数值研究 被引量:9
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作者 段莉斌 张亚芳 《深圳大学学报(理工版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期155-162,共8页
为探究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)加固损伤钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁的抗冲击性能,利用有限元分析软件LS-DYNA,对不同CFRP加固方式下损伤梁的动态响应进行了数值模拟研究,并与物理试验结... 为探究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)加固损伤钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁的抗冲击性能,利用有限元分析软件LS-DYNA,对不同CFRP加固方式下损伤梁的动态响应进行了数值模拟研究,并与物理试验结果进行对比验证.对加固梁的破坏模式、裂缝扩展规律和动态时程响应进行分析.结果表明,U型CFRP加固梁能显著抑制剪切斜裂缝的发展,大幅减小裂缝开展范围;在第1次冲击时,相较于未加固梁,平直型、U型和复合型CFRP加固梁的峰值冲击力分别提高了15.4%、16.6%和13.1%,跨中峰值位移分别降低了4.8%、8.3%和10.1%;在第2次冲击时,U型和复合型CFRP加固梁仍表现出较好的抗冲击性能.研究结果可为CFRP加固损伤RC梁的优化设计提供参考. 展开更多
关键词 复合材料 碳纤维增强复合材料 损伤钢筋混凝土 抗冲击性能 动态响应 数值模拟
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玄武岩纤维布加固损伤RC梁弯曲疲劳试验研究 被引量:6
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作者 王海良 郭富 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期25-32,共8页
结合大量混凝土桥梁存在病害需要加固、桥梁主要承受疲劳荷载的实际情况,研究等幅、变幅疲劳荷载下,粘贴不同层数玄武岩纤维布加固预损伤混凝土梁疲劳寿命、刚度退化速率等。结果表明,1等幅、变幅疲劳荷载作用下,粘贴2层、3层玄武岩纤... 结合大量混凝土桥梁存在病害需要加固、桥梁主要承受疲劳荷载的实际情况,研究等幅、变幅疲劳荷载下,粘贴不同层数玄武岩纤维布加固预损伤混凝土梁疲劳寿命、刚度退化速率等。结果表明,1等幅、变幅疲劳荷载作用下,粘贴2层、3层玄武岩纤维布较粘贴1层试验梁疲劳寿命均分别提高20%、40%左右;粘贴相同层数玄武岩纤维布时,变幅疲荷载劳作用较等幅疲劳荷载作用试验梁疲劳寿命降低16%左右。2变幅疲劳可显著加快试验梁钢筋应变、跨中挠度发展,其跨中挠度和疲劳次数关系曲线表现为明显"凹"型。3未粘贴纤维布等幅疲劳时试验梁刚度衰减速率为0.313MN·m^2/万次,粘贴1层、2层、3层纤维布等幅疲劳时试验梁刚度衰减速率为0.014MN·m^2/万次左右,粘贴1层、2层、3层纤维布变幅疲劳时试验梁刚度衰减速率为0.050MN·m^2/万次左右,可见粘贴玄武岩纤维布可降低试验梁疲劳刚度衰减速率,变幅疲劳显著增大试验梁疲劳刚度衰减速率。 展开更多
关键词 玄武岩纤维布 损伤钢筋混凝土 弯曲疲劳 等幅、变幅 疲劳刚度衰减速率
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