疲劳荷载作用下钢筋混凝土梁刚度退化规律和计算公式

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1、疲劳荷载作用下钢筋混凝土梁刚度退化规律和计算公式摘要：对承受疲劳荷载反复作用的钢筋混凝土结构而言，疲劳是一种重要的损伤形式，如何判断和描述其损伤程度是结构损伤与寿命评估领域的一大难题。结构刚度会随损伤发展而逐渐发生不可逆的退化，刚度退化与疲劳损伤之间存在一定的内在关联，且刚度测试简单易行，开展了一系列的疲劳试验研究刚度退化规律和计算方法。通过疲劳试验观测，钢筋混凝土梁刚度退化呈现出非常明显的三阶段规律，刚度退化曲线符合"S”型形态。根据刚度退化规律对试验数据进行拟合，得到可用于计算钢筋混凝土梁刚度退化程度的

2、公式，该公式与10根试验梁的试验结果吻合度较好,能够实现对刚度退化的描述。利用钢筋混凝土梁刚度退化计算公式，可以预测结构在服役过程中的变形发展情况，也可以进行结构疲劳损伤、性能退化程度判定及剩余寿命预测。关键词：疲劳荷载；刚度退化；计算公式；钢筋混凝土梁中图分类号：U4414；U44834；TU973254文献标志码：A文章编号：16744764(2014)02000105Abstract：Fatiguefailureisafataldamageforthereinforcedconcretestructu

3、rebearingfatigueloadrepeatedly.Thathowtoestimateordescribethedegreeoffatiguedamageisachallengeinareasofstrueturedamageandlifespanestimation.Structuresstiffnessdegeneratesirreversiblyalongwiththedamageprogress・Thereisacertaininherentrelevaneebetweenstiffnes

4、sdegenerationandfatiguedamage・Aseriesoffatiguetestswerecarriedouttostudystiffnessdegenerationregulationduetoitssimplicityandfeasibility・AccordingtothetestresuIts,reinforcedconcretebeamsstiffnessdegenerationpresentsathreestagerulesobviously,andthestiffnessd

5、egenerationcurvesaccordwith“S”style・Basedonthestiffnessdegenerationregulation,thereinforcedconcretebeamsstiffnessdegenerationcalculationformulaisobtainedbyfittingexperimentaldata・Theformulahasaperfectgoodnessofcontactareawith10testbeamsexperimentalresults,

6、anditcandescribesreinforcedconcretebeamsstiffnessdegenerationperfectly.Theformulacanbeusedtoforecastthedeformationdeveloping.Meanwh订e,theresiduallifeofthestrueturecanbeusedtodecisionstrueturesfatiguefractureandthedegreeofperformaneedegradation.Keywords：fat

7、igueload；reinforcedconcretebeam；stiffnessdegeneration；calculationformula相对于预应力混凝土结构而言，钢筋混凝土结构具有造价低廉、施工工艺简单等特点，是小跨径的吊车梁、梁桥等工程结构的首选形式，也是中国现存的早期修建的既有公路梁桥的主体结构。在承受动荷载反复作用结构的服役过程中，结构的刚度和承载能力会随着重复荷载作用次数的增长而产生动态的退化。这种性能退化是循序渐进的，但累计至一定程度后，结构会出现脆性破坏，而且这种破坏是不可预见性和随机

8、性的，所酿成的灾难后果必然异常严重［13］。因此，承受动载反复作用结构的性能退化及其病害诊治已是工程结构防灾减灾的突出问题，使研究人员产生了很大的兴趣［1,36］o混凝土结构的刚度在一定程度上能反映出结构的损伤程度，而且刚度测试简单易行，如果能找到结构在疲劳荷载作用下的刚度退化规律，则该规律可以作为判定结构性能损伤程度的一项重要参考指标，因此开展疲劳荷载作用下钢筋混凝土梁的刚度退化试验及其刚度退化规律研究具有很重