高强钢绞线加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳性能的试验研究

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首先简单回顾了钢筋混凝土受弯构件疲劳性能研究发展的历史.主要介绍了钢筋混凝土受弯构件疲劳性能研究的几个方面;由钢筋混凝土结构材料固有的随机性及其所受载荷的随机性共同决定对钢筋混凝土受弯构件疲劳性能的研究最终都是朝着疲劳可靠性方向发展.最后,对钢筋混凝土受弯构件疲劳性能研究的趋势进行了展望.

【摘要】：高强不锈钢绞线加固技术是一项新兴的加固技术,试验研究表明采用该技术加固的钢筋混凝土梁、板承载能力有较为显著的提高。然而采用该技术加固的钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的性能,国内尚未有相关的试验研究。因此,对高强不锈钢绞线网加固钢筋混凝土梁疲劳性能的试验研究具有重要的工程意义和研究价值。本课题的主要目的通过试验分析高强不锈钢绞线加固钢筋混凝土梁的疲劳破坏形态、疲劳寿命和疲劳验算方法。 本文首先进行了1根未加固的混凝土本体梁和1根高强钢绞线加固梁的静力对比试验,试验结果进一步验证了高强钢绞线加固方法可以提高混凝土梁的承载能力和抗弯刚度,进一步验证了已有的高强钢绞线加固钢筋混凝土梁计算方法的合理性和可行性,同时为疲劳试验提供了力学参数。在静力试验的基础上,本文进行了6个试件的疲劳试验,其中1个为未加固的钢筋混凝土本体梁,其余5个均为采用高强钢绞线加固的混凝土梁。疲劳试验结果表明:在疲劳荷载作用下,加固层和本体梁能较好地共同参与受力,从而提高构件的承载能力,延长疲劳寿命;高强钢绞线加固梁疲劳破坏模式为“跨中受力钢筋首先断裂,接着压区混凝土压溃”;加固层砂浆和本体梁之间的交接面是高强钢绞线加固的混凝土梁最薄弱的环节。 在试验的基础上,本文分析了疲劳荷载作用下加固梁跨中截面受拉钢筋应变、受压区边缘混凝土应变、截面曲率、截面刚度、残余挠度的变化发展规律,提出供设计参考的加固梁截面刚度计算公式;从截面疲劳弯矩和钢筋的疲劳应变两个角度分析了加固梁的疲劳寿命的计算方法,提出了相应的计算公式;探讨了高强钢绞线加固混凝土梁正截面疲劳验算的方法,为工程设计提供了设计依据。 本课题的研究成果作为高强钢绞线加固技术系统研究成果的一部分,不仅能进一步完善钢筋混凝土梁的加固设计理论,而且也将为国家有关设计规范和规程中目前尚缺少的高强钢绞线网加固技术设计计算条文提供参考依据。