鋼管混凝土抗壓疲勞特性研究.pdf

1、自19世紀(jì)開(kāi)始,人們開(kāi)始發(fā)現(xiàn)并研究混凝土的疲勞問(wèn)題。伴隨著世界科技的不斷進(jìn)步和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多規(guī)模宏大、超高強(qiáng)度的高速公路、跨海大橋、機(jī)場(chǎng)港口等基礎(chǔ)性設(shè)施拔地而起并投入使用,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中其影響作用尤為重要與突出。在這些關(guān)乎民生的實(shí)際工程中,建筑物所受到的循環(huán)荷載加快損傷破壞其材料及結(jié)構(gòu)。因此在土木工程中結(jié)構(gòu)與材料的疲勞性能、疲勞壽命的規(guī)律直接關(guān)系到工程的安全。因此,工程上有關(guān)的疲勞壽命與其剩余強(qiáng)度等疲勞特性等研究課題在當(dāng)今時(shí)

2、代、當(dāng)今世界被越來(lái)越多的學(xué)者與工程師們所關(guān)注和重視。
　　伴隨著現(xiàn)今超高層、大跨度等特種結(jié)構(gòu)技術(shù)的日新月異,普通混凝土材料逐漸滿(mǎn)足適應(yīng)不了其新型結(jié)構(gòu)的要求,鋼管混凝土作為一種新型的結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,該種結(jié)構(gòu)具有施工方便、承載力大、韌性高、防火穩(wěn)定性佳、耐久性好等優(yōu)點(diǎn),那么毋庸置疑,鋼管混凝土在當(dāng)今社會(huì)的應(yīng)用肯定會(huì)越來(lái)越廣泛,技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟。因此可以分析預(yù)測(cè)該結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有良好的耐疲勞性能。本文以等幅荷載下鋼管混凝土抗壓疲勞性能試驗(yàn)為

3、基礎(chǔ),結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及疲勞破壞準(zhǔn)則對(duì)鋼管混凝土的剩余抗壓疲勞強(qiáng)度等特性進(jìn)行了研究,綜上所述,本文的試驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)采集與分析、理論研究主要囊括以下幾個(gè)方面:
　　(1)通過(guò)靜載實(shí)驗(yàn),得到圓柱體鋼管混凝土的極限抗壓強(qiáng)度,并仔細(xì)研究了鋼管混凝土破壞時(shí)的各種現(xiàn)象以及特性,得到了鋼管混凝土最終的破壞截面,不僅可以從實(shí)際試驗(yàn)中上直接感受其破壞方式,而且還能為后續(xù)的破壞理論研究提供強(qiáng)有力的試驗(yàn)支撐。
　　(2)在精確的得到鋼管混凝

4、土試件的初始極限抗壓強(qiáng)度等數(shù)據(jù)后,進(jìn)行了其疲勞試驗(yàn),在參考大量的國(guó)內(nèi)外研究者的研究成果后,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證得到了疲勞應(yīng)力水平與疲勞壽命的雙對(duì)數(shù)關(guān)系,并根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)合本文試驗(yàn)的數(shù)據(jù),擬合出了鋼管混凝土的單軸抗壓S-N曲線(xiàn)方程,繪出了其S-N曲線(xiàn)。
　　(3)針對(duì)鋼管混凝土的抗壓剩余強(qiáng)度,引入可靠性理論作為研究工具對(duì)其進(jìn)行探討,依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和大量計(jì)算擬合出了鋼管混凝土在P=0.05、P=0.5、P=0.95下的抗壓疲勞的P-R-N曲

5、線(xiàn),該曲線(xiàn)在能夠表示出剩余強(qiáng)度衰減的同時(shí),還可以較為精確的給出其疲勞破壞的保證率,從而更加接近實(shí)際狀態(tài)。最后可以通過(guò)P-R-N曲線(xiàn)對(duì)鋼管混凝土的疲勞壽命進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。
　　(4)引入了疲勞中的最大應(yīng)變的概念定義鋼管混凝土的剩余強(qiáng)度衰減率,根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者提供的鋼管混凝土衰減率的經(jīng)驗(yàn)公式,發(fā)現(xiàn)損傷變量與抗壓剩余強(qiáng)度呈現(xiàn)出較好的線(xiàn)性關(guān)系,并擬合出了鋼管混凝土剩余強(qiáng)度衰減率的經(jīng)驗(yàn)公式。同時(shí)驗(yàn)證了鋼管混凝土內(nèi)部破損是其剩余強(qiáng)度衰減的重要原