混凝土结构基本原理 王海军第8章 混凝土结构的疲劳验算.pptVIP

第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 第8章 混凝土结构的疲劳验算 辽宁省大学资源共享课混凝土结构基本原理Fundamentals of Concrete Structure 第8章 混凝土受弯构件的疲劳验算 主讲： 王海军 教授 许多钢筋混凝土结构承受重复荷载的作用，如钢筋混凝土吊车梁受到重复荷载的作用，道桥受到车辆振动的影响，混凝土基础受到汽锤的重复冲击，港口海岸的混凝土结构受到波浪冲击等。对于这类结构的设计，需要考虑结构构件的疲劳强度问题。 疲劳验算时，荷载应取用标准值，对吊车荷载尚应乘以动力系数，吊车荷载的动力系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50008-2012的规定取用；对跨度不大于12m的吊车梁，可取用一台最大吊车荷载。 混凝土在重复荷载作用下的应力-应变曲线 混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。 疲劳强度：荷载重复作用下使应力应变曲线始终保持密合直线的最大应力值； 8.1 混凝土和钢筋的疲劳性能 8.1.1 混凝土的疲劳性能 应力大小 应力幅 疲劳强度 影响 疲劳应力比值计算公式： ? 请回答！ 混凝土的疲劳强度用疲劳试验测定。采用100×100×300mm或150×150×450mm的棱柱体，将试件在200万次或其以上的循环荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度，以fcf表示。 混凝土的轴心抗压疲劳强度设计值、轴心抗拉疲劳强度设计值可由其相应的静载强度设计值乘以疲劳强度修正系数γ p确定。 γ p 与疲劳应力比 ρcf 有关，应力比越大，修正系数越大。 疲劳强度：钢筋在周期性重复动荷载作用下，经过一定循环次数后，钢材的破坏特征将从塑性破坏变成脆性断裂，这种破坏称为钢筋的疲劳破坏。低于静力荷载下钢筋的极限强度，有时还低于屈服强度。 钢筋的疲劳强度是指在规定应力幅内，经受一定次数（我国规定200万次）循环荷载后发生疲劳破坏的最大应力值。 8.1.2 钢筋的疲劳性能 ①疲劳应力幅是影响钢筋疲劳强度的主要因素。 钢筋疲劳强度受到许多因素的影响。 普通钢筋 预应力钢筋 ②最小应力值大小对疲劳强度有重要影响。 ③钢筋外表面的几何尺寸和钢筋直径等也都有一定的影响。 ④焊接对钢筋疲劳强度也有明显的影响。 钢筋的疲劳强度和疲劳寿命常用应力幅 和应力循环次数n的关系曲线来表示，称为 -n曲线 《规范》考虑钢筋疲劳应力比的钢筋疲劳应力幅限值如表： §8.2 钢筋混凝土受弯构件的疲劳验算 1、基本假定 8.2.1正截面疲劳验算 钢筋混凝土受弯构件疲劳验算包括正截面和斜截面。 ◆ ① 平截面假定 ◆ ②受压区混凝土的法向应力图形为三角形； ◆ ③不考虑受拉区混凝土的抗拉强度，拉应力全部由钢筋承受； ◆ ④采用换算截面计算，钢筋截面面积换算为混凝土截面面积的换算系数 取钢筋弹性模量 与混凝土疲劳变形模量 的比值，即 2.基本计算公式 根据基本假定，钢筋混凝土受弯构件正截面疲劳的计算应力图形如图。 ①受压区边缘纤维混凝土的最大应力 应符合下列条件： （8-3） —疲劳验算时考虑相应荷载组合下产生的最大弯矩值； —疲劳验算时与验算弯矩相应方向的换算截面的受压区高度； —疲劳验算时与验算弯矩相应方向的换算截面的惯性矩； —混凝土轴心抗压疲劳强度设计值 ② 纵向受拉钢筋应力幅 应符合下列条件： （8-5） —钢筋疲劳应力幅限值，按表8-4和表8-5取用； —疲劳验算时受拉区第i层纵向钢筋的应力幅； （8-8） 其中 式中 ——疲劳验算时同一截面上在相应荷载组合下产生的最大弯矩值 和最小弯矩值； ——分别由 和 引起相应截面受拉区第i层纵向钢筋的应力； ——与验算弯矩 和 相应方向的截面受压区边缘至受拉区第I 层纵向钢筋截面重心的距离。 8.2.2 斜截面疲劳验算 1.斜截面疲劳破坏特征 斜截面的疲劳破坏与静载作用下的破坏相似，随着剪跨比 不同，也大致分为斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。 ①配置箍筋的梁，斜裂缝出现前，箍筋应变和应力很小； 斜裂缝出现后，混凝土退出工作而导致穿过斜裂缝的箍筋