部分预应力增强筋混凝土纯弯梁疲劳理论研究

• 作 者: 董苏然
• 机 构: 大连理工大学
• 出 处: 大连理工大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 增强筋 疲劳全过程理论分析方法 疲劳裂缝 疲劳挠度

近年来,纤维增强塑料筋(FRP筋)因其材料自身质轻、高强、无腐蚀等特性被认为是一种可能代替钢筋的材料,应用于混凝土结构。FRP筋疲劳性能优越、疲劳强度高,普通钢筋延性优、受力特性好,充分发挥两者的材料特性,组成了FRP筋-普通钢筋-混凝土组合结构。国外对FRP筋混凝土结构的静力研究已经大量开展,并编制了相应设计规范,但对结构的疲劳性能还尚未涉及。对此展开以下内容：首先,总结国内外学者对混凝土、钢筋、FRP筋的材料疲劳性能、破坏准则、损伤模型的研究,论述增强筋混凝土纯弯梁的疲劳受力过程、破坏形态、疲劳变形规律。在此基础上确立三种材料的疲劳本构模型、损伤模型、破坏准则,确定材料的疲劳强度。其次,基于材料的疲劳性能,利用宏观变形协调条件、截面受力平衡条件和材料疲劳应力应变关系,建立了增强筋混凝土受弯构件疲劳全过程理论分析方法,该理论方法可得出疲劳加载任意次数时截面的疲劳效应。该理论方法适用性较强,构件特征包含部分预应力、普通筋与预应力筋同时配置、体内外配筋形式,对具有较简单构件特征的构件依然适用,引入增强筋与混凝土粘结系数,使增强筋体内外配置形式均适用。通过数值计算得出的理论值与试验数据进行对比,结果是比较吻合的,能够表现出疲劳发展的一般规律。最后,对影响构件正常使用的两个因素——疲劳裂缝和疲劳挠度进行了理论分析与方法研究。分析疲劳变形的发展规律和特点,采用多个不同的疲劳变形计算方法,通过与试验数据进行比较,分析各计算方法的适用性和优劣点。