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不锈钢钢筋混凝土桥梁梁的疲劳性能试验研究
| 论文题名： | 不锈钢钢筋混凝土桥梁梁的疲劳性能试验研究 |
| 关键词： | 不锈钢钢筋;疲劳寿命;桥梁结构;循环荷载 |
| 摘要： | 不锈钢钢筋因其良好的抗锈蚀能力可作为提高结构使用寿命，减少结构在使用期限内维护费用的一项重要的措施。近年以来，国外多个国家的钢筋混凝土结构尤其是桥梁结构中，已经采用了不锈钢钢筋取代普通钢筋这一方法。目前对于不锈钢钢筋混凝土的研究主要还集中在不锈钢钢筋本身的材料性能、混凝土中的抗腐蚀性能及力学性能上，而对于不锈钢钢筋混凝土构件的疲劳性能研究较少。本文首次对不锈钢钢筋混凝土梁的疲劳性能进行了较为系统的研究。 本文基于不锈钢钢筋混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的对比试验，对不锈钢钢筋混凝土梁的应力循环次数、裂缝宽度及发展、混凝土及钢筋应力应变的关系等进行试验研究。主要研究了钢筋品种、不同应力水平、配筋率对试验梁的裂缝、挠度及疲劳寿命的影响。在此基础上本文通过两种钢筋混凝土梁疲劳试验结果进行对比，以分析在不同的材料、应力水平及配筋率的影响下，梁的疲劳性能及其规律，并对实验的结果进行分析得出S-N曲线，以作为对疲劳寿命分析的依据。 主要结论如下: 1.在等应力水平和配筋率条件下，不锈钢钢筋混凝土试件梁在循环荷载作用下相比普通钢筋混凝土试件梁，混凝土残余应变累积量降低76.1～83.8％，混凝土承压应变降低12.5～42.5％，受拉纵筋残余应变降低9～20.4％，跨中荷载挠度减少6～9％，裂缝宽度减少11.7～30.3％。相比普通钢筋混凝土试件梁，不锈钢钢筋混凝土试件梁混凝土及钢筋的累积损伤小。 2.应力水平增加0.05Mu，不锈钢钢筋混凝土梁的残余挠度增加7.5～18.8％，跨中荷载挠度增加7～22％，刚度降低系数降低5～9.9％。挠度及裂缝的发展更为迅速，裂缝扩张更为明显，梁的刚度退化程度加剧。 3.不锈钢钢筋混凝土试件梁的配筋率由1.07％降低到0.82％，不锈钢钢筋混凝土试件梁的刚度降低系数减小4.5～6.2％;配筋率由0.82％降低到0.6％，其刚度降低系数降低2.4～4.4％。梁的跨中最大挠度随配筋率的增加而减少，残余挠度的累积减少;梁的配筋率越低，梁的裂缝发展越缓慢，缝宽越小，刚度的退化越缓慢。 4.通过对不锈钢钢筋混凝土梁在不同应力水平作用下的疲劳寿命试验研究，得到其S-N曲线规律，即1gN=25.1365-4.45121gΔσ。在相同应力水平和配筋率条件下，不锈钢筋钢筋混凝土试件梁的在同一应力幅值下对应的循环次数比普通钢筋混凝土试件梁增加21.1～27.3％。 |
| 作者： | 黄嘉伟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 张国学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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