疲劳加载后预应力混凝土构件冻融损伤模型研究.pdf

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1、12翌芟堕苎垫!!生笙!塑!璺兰!塑塑2疲劳加载后预应力混凝土构件冻融损伤模型研究沈颖慧．史康(江苏科技大学土木工程与建筑学院，江苏镇江212003)[摘要]通过对现有试验数据分析研究，引入冻融参量和衰减指数并利用MATLAB进行拟合，建立疲劳加裁后预应力混凝土构件冻融损伤模型。将模型计算结果与试验实测值进行比较，结果表明：模型计算结果与实测值吻合较好，对实际工程应用具有重要意义。【关键词]预应力混凝土；疲劳加栽；冻融损伤模型[中图分类号】TU573[文献标识码】A[文章编号】1005—6270(2017)05—0012一04Stu

2、dyonFreeze-·ThawDamageModelofPrestressedConcreteMembersunderFatigueLoadingSHENYin-huiSHIKang(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，ZhenjiangJiangsu212003China)Abstract：Throughtheanalysisofexperimentaldata，thefreezingandthawing

3、parametersandtheattenuationindexwereintroducedandfittedbyMATLABtoestablishthefreeze—·thawdamagemodelofprestressedconcretemembersunderfatigueloading．Comparingtheresultsofthemodelwiththemeasuredvalues，theresultsshowthatthecalculatedresultsareingoodagreementwiththemeasure

4、dvalues，whichisofgreatsignificancetothepracticalengineeringapplication．Keywords：prestressedconcrete；fatigueloading；freeze—-thawdamagemodelO引言预应力混凝土结构广泛的应用于大型桥梁．高层、超高层建筑以及基础岩土工程等【11。在寒冷地区．冻融破坏是预应力混凝土结构物在服役期间产生的主要病害。尤其是我国东北严寒地区的预应力混凝土桥梁．几乎100％的工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融损伤。此外，这些结

5、构在服役期间还需承受重复荷载的作用．使得混凝土内部不断产生微裂纹和缺陷，加快了冻融损伤的累积．对混凝土强度和使用安全影响显著闭。目前．疲劳加载或冻融循环等单因素作用下的混凝土损伤模型研究已取得较大成果∞．但双因素共同作用下的损伤模型却少有报道。因此。本文基于课题组已有实验成果．深入研究疲劳加载次数对预应力混凝土抗冻性能的影响．并通过MATLAB软件对试验数据进行回归得到疲劳加载后的预应力混凝土冻融损伤模型。1试验简介本课题组对12根预应力混凝土梁以及6根普通混凝土梁进行了先疲劳再冻融试验。疲劳次数分别为O次、2万次、5万次、lO万次

6、、15万次和20万次。混凝土试验梁的强度等级为C40，其下部纵向受力钢筋采用热轧HRB335级钢筋．箍箜塑占翌堑垫墨旦旦￡曼2箜堡堂旦印筋，直径均为6．0mm，预基金项目：住建部科技计划资助项目(2013一K4-26)应力筋采用由P5，如图1所示。疲劳试验采取较为常用的三分点加载，方式如图2所示。试验详情见文献【6】。图1预应力混凝土梁配筋图墼鬯．．．．．．．．．．：：j．．．．．．．．．．．．1．．．．．．．．．．．．．．．一试E辜；!§～————一⋯———!!。j。0，L—二iL≯1§Q一一j1iQ’夕：!图2加载示意图2疲劳后

7、冻融损伤模型的建立2．1损伤变量定义由冻融试验相关规范f7】可知，当有如下情况之一时．构【收稿日期]2017-06．14【作者简介】沈颖慧，3fc(1992-)．江苏科技大学土木工程与建筑学院硕士研究生。(1)相对动弹性模量损失大于40％时(2)相对质量损失D。大于5％时即：DE=l-丁n>40％(1)-0m．一mD：I一弓■>5％(2)式中：仇为相对动弹性模量损失值；B为冻融嚣次后的动弹性模量，岛为冻融0次时的动弹性模量；巩为相对质量损失值；mo为冻融。次时的质量；，r曲冻融i次时的质量。由于存在仪器误差及人为因素，导致文献f61

8、中预应力混凝土梁的相对质量离散过大，甚至出现反增长情况，且通过对3种预应力水平的混凝土构件质量损失的分析．提出当试验梁发生冻融破坏时，质量损失率均未达到5％。因此，质量损失率这个指标对反映结构的抗冻性能相对不太敏感．故将质量损失作为表