预应力混凝土梁重载腐蚀疲劳性能试验研究

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1、学校代号10532学号S150100089分类号TU378.8密级公开硕士学位论文预应力混凝土梁重载腐蚀疲劳性能试验研究学位申请人姓名张晓非培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称杨鸥助理教授学科专业土木工程研究方向预应力混凝土结构论文提交日期2018年5月23日学校代号：10532学号：S150100089密级：公开湖南大学硕士学位论文预应力混凝土梁重载腐蚀疲劳性能试验研究学位申请人姓名：张晓非导师姓名及职称：杨鸥助理教授培养单位：湖南大学土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月23日论文答辩日期：2018年5月26日答辩委员会主席：汪梦甫教授Experime

2、ntalstudyonfatiguebehaviorofprestressedconcretebeamunderoverloadandcorrosiondamagebyZHANGXiaofeiB.E.(LanZhouUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfesso

3、rYANGOuMay,2018预应力混凝土梁重载腐蚀疲劳性能试验研究摘要预应力混凝土结构因自重轻、裂缝开展小，具有良好的受力性能，较多的应用于土木工程中。随着交通的重型化，预应力混凝土结构的重载疲劳问题已引起国内外学者的关注。此外，实际工程中结构除了承受使用荷载外，还要经受自然环境等对其造成的化学腐蚀，材料的力学性质在腐蚀损伤与疲劳损伤下发生了变化，严重影响了结构的性能。本文针对这种现状，以非预应力筋锈蚀损伤、疲劳荷载幅值以及重载循环次数为试验参数，通过10根模型梁，对预应力混凝土梁的静力性能、等幅疲劳性能以及重载变幅疲劳性能分别展开试验研究，主要研究内容包括以下几点：(1)通过2

4、根预应力混凝土梁的静载试验。研究普通钢筋锈蚀损伤对预应力混凝土梁静力性能的影响，得到锈蚀梁与未锈蚀梁的静力承载力，并为疲劳加载幅值提供基准。(2)完成了4根预应力混凝土梁的等幅疲劳试验，试验参数包括锈蚀率和疲劳荷载幅值。通过实测不同疲劳循环次数下试验梁的受力筋、混凝土的应变及跨中挠度的变化，研究疲劳荷载幅值及非预应力筋锈蚀损伤对预应力混凝土梁疲劳性能的影响，分析等幅疲劳加载下试验梁的剩余刚度及剩余强度退化规律，基于刚度退化表征的损伤，拟合出与刚度退化相关的累积损伤函数表达式f(n/N)，并初步得出疲劳剩余承载力R(n)的退化趋势。(3)完成了4根预应力混凝土梁的重载变幅疲劳试验。通

5、过对2根锈蚀梁与2根未锈蚀梁进行先重载后正常幅值加载的两级变幅疲劳试验，研究不同重载循环次数对正常幅值疲劳加载下试验梁性能退化及疲劳寿命的影响，对比经历重载后的锈蚀梁与未锈蚀梁疲劳性能的差异，并基于两级变幅加载下疲劳累积损伤理论，对重载后锈蚀梁及非锈蚀梁的疲劳寿命进行预测，为重载腐蚀损伤预应力混凝土梁的疲劳寿命评估提供参考。关键词：预应力混凝土梁；疲劳试验；重载；腐蚀；刚度退化；累积损伤；疲劳寿命II硕士学位论文AbstractPrestressedconcretestructurehasgoodmechanicalpropertiesduetolightweight,smallc

6、rackdevelopment,anditiswidelyusedincivilengineering.Withtheincreasingheavytraffic,thefatigueoftheprestressedconcretestructurehasbeenconcernedbyresearchersallovertheworld.Inadditiontobearingtheserviceloadandnaturalloadduringthestructure’sservicelife,reinforcementcorrosioncausedbyatmosphericenvi

7、ronmentormarineenvironmentisanothercommonthreat.Themechanicalpropertiesofmaterialsarechangedbecauseofcorrosiondamageandfatiguedamage,whichsignificantlyaffectstheloadcarryingperformanceofstructure.Basedonthecurrentsituation,thestaticperf