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混凝土对钢筋初锈阶段锈蚀产物分布的影响

混凝土 2024年第8期 7-13页

作者：王海宇赵羽习浙江大学建筑工程学院浙江杭州310000

为了研究不同水灰比及掺合料在钢筋锈蚀初期对锈蚀产物分布的影响,通过扫描电镜观测得到不同混凝土试件内不同截面的钢筋锈蚀率及锈蚀产物在钢筋/混凝土界面附近的分布情况,并通过压汞试验得到各个试样的孔隙率。试验结果表明:相同锈蚀... 详细信息

为了研究不同水灰比及掺合料在钢筋锈蚀初期对锈蚀产物分布的影响,通过扫描电镜观测得到不同混凝土试件内不同截面的钢筋锈蚀率及锈蚀产物在钢筋/混凝土界面附近的分布情况,并通过压汞试验得到各个试样的孔隙率。试验结果表明:相同锈蚀条件下,钢筋锈蚀率随着混凝土孔隙率的增大而呈现加速增长的趋势。钢筋锈蚀初期的试验观测还发现:锈蚀产物会在钢筋/混凝土界面逐渐积累为锈层,也有部分锈蚀产物会填充到附近砂浆的孔隙中,据此给出了锈蚀产物在混凝土内的传输行为;锈蚀产物在钢筋表面形成的锈层分布随机,难以采用模型进行描述,只有当钢筋锈蚀发展到一定程度后,才可能用以往提出的钢筋截面非均匀模型进行合理表达。

关键词：水灰比掺合料钢筋锈蚀锈蚀产物分布

数据驱动的混凝土材料-结构一体化设计研究进展

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 20-33页

作者：胡张莉刘加平赵羽习赵海涛戚家南王育江韩方玉金鸣东南大学材料科学与工程学院江苏南京211102 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 河海大学土木与交通学院江苏南京210024 东南大学土木工程学院江苏南京211102 江苏省建筑科学研究院有限公司江苏南京210024

材料-结构一体化设计是指在结构设计中综合考虑材料的性能,而在材料设计中则以结构的需求为出发点,形成材料到结构跨多尺度的设计模式,近年来已成为现代混凝土工程领域的研究重点。基于数据及人工智能算法的混凝土材料、结构设计方法可... 详细信息

材料-结构一体化设计是指在结构设计中综合考虑材料的性能,而在材料设计中则以结构的需求为出发点,形成材料到结构跨多尺度的设计模式,近年来已成为现代混凝土工程领域的研究重点。基于数据及人工智能算法的混凝土材料、结构设计方法可颠覆传统设计依赖经验且需重复试配的范式,实现高效节材及结构创新。梳理了国内外混凝土材料智能设计及材料-结构一体化设计的研究现状,总结了材料层面数据驱动的正向预测及逆向设计的研究范畴和关键问题,梳理了考虑温-湿-约束复杂交互的材料-结构一体化抗裂设计途径与效果,以氯盐侵蚀环境为例分析了混凝土材料-结构耐久性设计方案及提升手段,并以超高性能混凝土为例阐述了混凝土材料-结构高性能设计的方法,提出未来数据驱动的混凝土材料-结构一体化设计框架及生产、设计、制备及结构应用全综合的研究思路,并建议未来应在数据库建设、数据与理论融合及多尺度关联的协同算法等方面开展研究。

关键词：材料-结构一体化设计数据驱动抗裂耐久性高性能

工业与建筑固废高效利用混凝土及其工程结构防灾研究

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自然灾害学报 2024年第1期33卷 1-18页

作者：弓扶元曹万林王栋民黄天勇赵羽习马敬友浙江大学建筑工程学院浙江杭州310030 北京工业大学城市建设学部北京100124 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041 北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

我国工业固废与建筑拆除固废存量巨大,且固废产生量逐年增加,固废堆存造成的滑坡灾害、环境污染灾害和占用大范围场地给可持续发展带来了挑战。此外,历次大地震造成房屋倒塌也产生大量的建筑固废,如何将这些建筑固废在灾后重建中高效利... 详细信息

我国工业固废与建筑拆除固废存量巨大,且固废产生量逐年增加,固废堆存造成的滑坡灾害、环境污染灾害和占用大范围场地给可持续发展带来了挑战。此外,历次大地震造成房屋倒塌也产生大量的建筑固废,如何将这些建筑固废在灾后重建中高效利用,引发国内外学者的广泛关注。目前利用这些固废制备混凝土是具有重要价值和前景的方案,采用工业固废、建筑固废、工业和建筑固废制备的混凝土被统称为固废混凝土,其中利用后两者制备的混凝土也被称为再生混凝土。固废高效利用混凝土有3层含义,即固废胶凝材料和固废骨料性能提升、高固废掺量混凝土、固废混凝土在工程结构中根据受力需求合理利用。综述了不同建筑固废和工业固废的物化特性,概述了不同固废材料对混凝土力学性能和耐久性能的影响,在归纳固废混凝土构件及结构抗震性能、抗火性能研究结果的基础上,对固废混凝土结构防灾技术研究的发展进行了展望。

关键词：固废混凝土工程结构力学性能耐久性能抗震性能

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编者按

建筑结构学报 2024年第3期45卷 F0002-F0002页

作者：赵羽习不详

国家发布的“十四五规划和2035年远景目标纲要”中明确提出了“双碳目标”,包括建筑业在内的各行业领域均明确了低碳转型任务,这是我国实现低碳发展的必然要求。在结构工程低碳发展的建设中应考虑最大限度减少自然资源和能源的消耗,降... 详细信息

国家发布的“十四五规划和2035年远景目标纲要”中明确提出了“双碳目标”,包括建筑业在内的各行业领域均明确了低碳转型任务,这是我国实现低碳发展的必然要求。在结构工程低碳发展的建设中应考虑最大限度减少自然资源和能源的消耗,降低碳排放,使得工程结构在原材料选择、建造、使用、维护、失效以及再利用的循环全寿命过程中,对环境的影响降到最低限。

关键词：低碳发展全寿命过程原材料选择自然资源低碳转型低碳排放建筑业最大限度

环境湿度影响下大尺寸结构预应力损失及挠度变化的多场多尺度分析

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工业建筑 2024年第10期54卷 21-30页

作者：弓扶元黄哲潘钻峰赵羽习曾滨浙江大学建筑工程学院杭州310058 同济大学土木工程学院上海200092 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

预应力结构作为桥隧结构的主要构件常服役于高湿或变湿环境,为了研究预应力梁在不同环境湿度下的长期变形发展及长期预应力损失,基于DuCOM-COM3多场多尺度有限元计算程序对不同环境湿度下的预应力混凝土结构进行了有限元分析,并与试验... 详细信息

预应力结构作为桥隧结构的主要构件常服役于高湿或变湿环境,为了研究预应力梁在不同环境湿度下的长期变形发展及长期预应力损失,基于DuCOM-COM3多场多尺度有限元计算程序对不同环境湿度下的预应力混凝土结构进行了有限元分析,并与试验结果进行对比,结果表明:混凝土梁的预应力损失受到环境湿度的影响,环境湿度增大有利于减小构件的长期变形从而减缓预应力结构的预应力损失与长期挠度。这表明基于多尺度微观孔隙结构的材料本构可以考虑孔隙结构的微观变形,通过计算混凝土材料内部的微观行为和水分传输可以得到混凝土结构的力学性能。通过对比试验与计算证明了混凝土结构的多场多尺度分析能分析变化的环境对预应力混凝土结构的长期性能的影响。通过水-热-力学耦合的多场多尺度分析机理,模拟环境湿度为40%、60%以及80%情况下的预应力混凝土梁的预应力损失与长期挠度情况。得出环境湿度大小与收缩、徐变以及长期变形、预应力损失情况之间的关系。

关键词：预应力损失大尺寸结构多场多尺度环境湿度收缩-徐变

土木、水利与交通工程专业“五强一化”课程体系探索与实践

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高等建筑教育 2024年第1期33卷 76-84页

作者：许月萍赵羽习许贤夏晋路琳琳浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

基于新工科背景下的高素质复合型和管理型人才培养已经成为土建类专业的目标需求,培养体系中课程的迭代更新则是其中的关键。以浙江大学建筑工程学院土木、水利与交通工程新工科专业为例,结合新时代发展和新工科建设的实际需求,创新性... 详细信息

基于新工科背景下的高素质复合型和管理型人才培养已经成为土建类专业的目标需求,培养体系中课程的迭代更新则是其中的关键。以浙江大学建筑工程学院土木、水利与交通工程新工科专业为例,结合新时代发展和新工科建设的实际需求,创新性地提出“土水交融通”的先进教育理念,构建了土木、水利与交通工程专业以强智能和强实践为核心的“五强一化”课程新体系,探讨了土木、水利与交通工程专业在创新与实践、前沿与智能化两个方面的改革和实践经验。“五强一化”课程新体系实现了大土木融通的培养模式,开辟了土建类本科人才培养改革的新方向,可为高校开展新工科专业建设和人才培养提供参考。

关键词：土水交融通 “五强一化” 强智能强实践新工科

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混凝土构件锈蚀胀裂时的钢筋锈蚀率

水利学报 2004年第11期35卷 97-101页

作者：赵羽习金伟良浙江大学结构工程研究所浙江杭州310027

本文建立了由于钢筋锈蚀导致的混凝土保护层胀裂时的钢筋混凝土构件的力学模型,应用弹性力学理论得到了混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率的解析表达式,并讨论了与混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率相关的各个影响因素,得到以下结论:随着混... 详细信息

本文建立了由于钢筋锈蚀导致的混凝土保护层胀裂时的钢筋混凝土构件的力学模型,应用弹性力学理论得到了混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率的解析表达式,并讨论了与混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率相关的各个影响因素,得到以下结论:随着混凝土保护层厚度和混凝土等级的增加,混凝土胀裂时的钢筋锈蚀率会增大;混凝土内钢筋直径的减小,也会导致混凝土胀裂时钢筋锈蚀率的增加;不同的钢筋锈蚀产物,有着不同的铁锈膨胀率,随着铁锈膨胀率的减小,混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率增大;而铁锈的名义弹性模量和名义泊松比对混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率影响很小。

关键词：钢筋锈蚀胀裂力锈蚀率耐久性

随不同位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系

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浙江大学学报（工学版） 2002年第1期36卷 1-6页

作者：金伟良赵羽习浙江大学土木工程系浙江杭州310027

为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系 ,本文从理论上推导了钢筋应力、钢筋与混凝土的粘结应力以及钢筋与混凝土的相对滑移之间的相互关系 ,并通过数学分析得到了三者的解析表达式。在此理论研究的基础上 ,根据拔出试验数据 ,给出了... 详细信息

为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系 ,本文从理论上推导了钢筋应力、钢筋与混凝土的粘结应力以及钢筋与混凝土的相对滑移之间的相互关系 ,并通过数学分析得到了三者的解析表达式。在此理论研究的基础上 ,根据拔出试验数据 ,给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系 ,推导出了反应这种变化规律的位置函数 ,得到了与端部滑移及位置均有关系的钢筋与混凝土粘结应力的表达式。

关键词：钢筋混凝土粘结应力粘结本构关系位置函数拔出试验相对滑移关系粘结性能

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变形钢筋与混凝土黏结性能研究综述

建筑结构学报 2019年第1期40卷 11-27页

作者：林红威赵羽习浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 清华大学土木工程系北京100084

从黏结试验方法、黏结强度和黏结应力-滑移本构关系三个方面,对单调及重复荷载作用下钢筋混凝土黏结性能相关研究进行了综述。对于中心拔出试验,钢筋与混凝土的黏结受力状态与实际工程结构有偏差,而梁式或梁端式黏结试验是相对较为理想... 详细信息

从黏结试验方法、黏结强度和黏结应力-滑移本构关系三个方面,对单调及重复荷载作用下钢筋混凝土黏结性能相关研究进行了综述。对于中心拔出试验,钢筋与混凝土的黏结受力状态与实际工程结构有偏差,而梁式或梁端式黏结试验是相对较为理想的黏结试验方法。单调荷载作用下,对于非锈蚀钢筋混凝土,黏结强度以及黏结应力-滑移本构关系的研究均较为完善,成果已在各国或地区规范中体现;对于锈蚀钢筋混凝土,黏结强度劣化规律的研究已有大量数据积累,并已建立了以钢筋锈蚀率或锈胀裂缝宽度为变量的黏结强度劣化模型,但单调荷载作用下锈蚀钢筋混凝土黏结应力-滑移本构关系模型有待进一步完善。重复加载作用下钢筋混凝土黏结滑移性能的研究相对较少。已有研究结果表明:无论钢筋是否锈蚀,重复加载对黏结强度都没有显著影响,但是会导致钢筋和混凝土之间产生残余滑移,随加载次数和应力水平增大呈不断累积增长的趋势。根据目前研究现状,对于劈裂破坏模式下的黏结应力-滑移本构模型、腐蚀电流密度对黏结强度劣化规律的影响,基于表面锈胀裂缝宽度的黏结强度劣化模型、锈蚀钢筋与混凝土在单调及重复荷载作用下的黏结应力-滑移本构模型等,有待进一步研究。

关键词：钢筋锈蚀混凝土黏结强度滑移重复加载