【摘 要】
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屈曲导致的局部塑性应变集中将使钢筋损伤加重,并提前断裂.传统低周疲劳损伤模型(如Coffin-Manson模型,简称C-M模型)中未考虑屈曲效应的影响,这将高估屈曲钢筋的低周疲劳寿命
【机 构】
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重庆大学土木工程学院,重庆400045;山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学),重庆400045;四川建筑职业技术学院,四川成都610399
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屈曲导致的局部塑性应变集中将使钢筋损伤加重,并提前断裂.传统低周疲劳损伤模型(如Coffin-Manson模型,简称C-M模型)中未考虑屈曲效应的影响,这将高估屈曲钢筋的低周疲劳寿命.为研究屈曲对钢筋疲劳寿命的影响,完成了30个原状钢筋试件考虑屈曲的循环加载试验,得到了钢筋断裂时的极限塑性平均应变的测量结果,分析了局部应变与试件平均应变的差别.建立有限元模型,对屈曲钢筋循环加载试验进行模拟,验证了模型的可靠性,并提取了屈曲钢筋关键截面的局部应变,将塑性平均应变幅、塑性局部应变幅分别代入传统C-M模型,得到了累积疲劳损伤指数计算结果,并与试验结果进行了对比分析.建立了可合理考虑钢筋屈曲效应影响的改进低周疲劳损伤模型,可更准确地计算屈曲钢筋循环受力试验的疲劳寿命.研究结果表明:基于塑性局部应变幅的传统C-M模型高估了屈曲钢筋的低周疲劳损伤,基于塑性平均应变幅的传统C-M模型低估了屈曲钢筋的低周疲劳损伤;基于塑性局部应变幅平均值的改进C-M模型精度更高,但测量、计算局部应变困难;基于塑性平均应变幅的改进疲劳损伤模型精度相对稍低,但使用方便.改进低周疲劳损伤模型可有效考虑屈曲对钢筋低周疲劳寿命的影响,能更准确地预测钢筋混凝土柱纵筋的屈曲断裂时刻.
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