混合配筋部分预应力混凝土梁疲劳性能研究摘录

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1、与混凝土结构静力性能研究相比，疲劳性能的研究不仅试验难度大、时间长、成本高、耗费人力多，而且机理复杂，因此尚有很多问题需投入资金开展研究。结合上述分析，其中主要的问题可以归纳为以下四个方面:(1)荷载方面:应加强吊车梁、公路桥梁等疲劳荷载谱及变幅等效荷载折算的研究;(2)材料方面:应加强钢筋在空气中与在构件中疲劳性能差异的研究和弯曲及转折对疲劳性能影响的研究;(3)疲劳试验方面:应逐步开展实际服役荷载谱作用下的结构构件的疲劳试验研究;疲劳试验中应采用更先进的测试手段，如光纤传感器等，提高疲劳过程中的测试精度。(4

2、)计算理论方面:对于开裂后的混合配筋部分预应力混凝土构件，应进一步开展考虑不同种类钢筋粘结性能差异的钢筋疲劳应力验算方法的研究;现有的计算方法中几乎没有考虑在构件疲劳损伤过程中钢筋与混凝土之间由于损伤机制的不同而产生的相互作用等和由此造成的截面应力的重分布。班LEM36.RDL委员会在文献〔1]中也建议开展此方面的研究。基于有限元的构件疲劳损伤非线性分析也是今后应继续研究的方向。结论1(1)预应力混凝土试验梁的疲劳破坏一般均始于普通钢筋的疲劳断裂。对于纵筋配筋率较低的部分预应力混凝土构件来说，当承受的疲劳荷载较大

3、时，可能会出现整根试件的突然脆性断裂。因此，为了保证试件在疲劳破坏前有一个明显的预兆，应该采用较高的纵筋配筋率。疲劳荷载作用下的最小配筋率理论上应该比静载作用下的最小配筋率更高一些，这有待于今后进一步地系统研究。(2)对于允许开裂的混合配筋部分预应力混凝土构件来说，并不是预应力钢筋所占比例越高其疲劳性能相应地也越好，设置适量的非预应力钢筋对于提高构件的疲劳性能来说是十分重要的。理论上存在着一个最优的预应力比率(即R)使得开裂后的混合配筋部分预应力混凝土构件的疲劳性能最优，这还有待于进一步的系统研究，该结论与文献〔

4、87〕所得结论基本一致。(3)经疲劳荷载作用后未发生疲劳破坏的梁的剩余静载承载力并不受疲劳荷载加载历程的影响。混凝土“变形唯一性”假设是由Sinha等(1964)【33]首先提出。认为:不管以前承受的重复荷载的历程如何，只要残余变形相同，则在此基础上再施加相同的重复荷载，其荷载和变形的关系将不变，而与以前的荷载变形历程无关。该假设后来被许多试验所证实。结论(l)试验结果表明，无论是等幅、两级变幅还是随机变幅疲劳荷载作用下梁受压区混凝土累积残余应变的发展规律均基本符合“三阶段”的发展规律。变幅疲劳荷载作用下累积残余

5、应变的发展近似符合“变形唯一性”假定。(2)通过预应力混凝土梁的等幅疲劳试验得到了梁受压区混凝土累积残余应变发展规律的计算公式。将该公式与通过混凝土棱柱体轴压疲劳试验得出的计算公式比较可以看出，通过预应力混凝土梁的疲劳试验得到的t值比较相近，且远大于由轴心受压混凝土棱柱体试件疲劳试验得出的结果，其主要原因可能是混凝土棱柱体轴心受压疲劳试验未考虑梁内受压区应力梯度的影响。并在此基础上通过理论推导得出了变幅疲劳荷载下混凝土累积残余应变发展规律的计算公式。第六章预应力混凝土梁疲劳损伤全过程非线性分析方法的研究1引言长期

6、承受重复荷载作用的混凝土结构存在着疲劳问题。以往对疲劳问题的研究主要着眼于混凝土结构的疲劳寿命。随着研究的不断深入，人们认识到服役期间承受疲劳荷载的混凝土结构，其结构抗力会随疲劳损伤累积而衰减，最终导致结构可靠度降低。工程实践中迫切需要对这类有损伤结构进行疲劳损伤评估及维修决策，如旧桥安全评定与加固维修等。这样就需要从全寿命的角度来研究疲劳损伤过程。预应力混凝土构件是钢筋(包括普通钢筋和与预应力钢筋)和混凝土的组合体，疲劳损伤机理十分复杂。钢筋和混凝土分别有着不同的损伤机制，而且各种不同的损伤机理同时发生。其中任

7、何一种材料的损伤都会影响到组合构件的受力状态，使得构件截面上的应力产生重分布。同时试验结果也表明，部分预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的性能是逐渐变化的。因此要根据其组成材料的疲劳性能来估算构件的疲劳寿命，需要有适当的从荷载循环历程计算其组成材料应力循环历程的分析方法。目前的计算方法基本上还是将各种组成材料单独进行疲劳分析，还没有充分考虑在构件的疲劳损伤过程中不同材料之间的这种相互作用、相互影响。Rlime36一RDL委员会在其报告【11的研究展望中也将该问题作为下一步需要进行深入研究的问题。此外，现有计算方法主要

8、考虑的还是等幅疲劳问题，然而实际工程中的混凝土构件所承受的都是一个幅值变化很大的重复荷载。即便是在等幅疲劳荷载作用下，由于在疲劳过程中材料性能的不断劣化，实际构件中发生的也是一个非常复杂的多级疲劳现象。基于此，本文提出了一种可以同时考虑钢筋与混凝土祸合作用和变幅重复应力的疲劳全过程非线性分析方法。计算结果表明，该方法能够较好地描述预应力混凝土受弯构件疲劳损伤全过程。6.4