装配整体式混凝土密肋空心楼盖疲劳性能试验研究

摘要

装配整体式混凝土密肋空心楼盖是一种新型楼盖体系，它由预制空心箱体和现浇密肋梁组成。这种楼盖体系厚度小、自重轻、整体性好、适用跨度大，且施工简便，便于工业化生产。基于这些优点，该楼盖体系在我国部分地区已经得到了推广应用。当装配整体式混凝土密肋空心楼盖应用于桥面板、工业厂房、车库等承受大量重复荷载的结构中时，其疲劳性能如何，正常使用情况下能否保证足够的疲劳寿命，对于结构安全性有着非常重要的意义。本文以不同疲劳荷载幅值下的疲劳性能差异作为主要考察点，做了以下工作:
　　设计制作了5个完全相同的装配整体式混凝土密肋空心楼盖板带试件，首先对其中1个试件进行静载试验，记录实验现象与数据，并以其极限承载力作为疲劳上下限值的取值依据。其余4个试件分别选取不同的疲劳荷载幅值进行疲劳试验，记录裂缝开展情况、刚度强度退化情况、应变变化情况、破坏形式、疲劳寿命等，并与静载试验对比分析，得到不同疲劳荷载幅值下各试件的性能表现差异。
　　介绍了混凝土和钢筋的疲劳特性以及疲劳损伤理论，根据试件各疲劳加载次数下的实测荷载-跨中挠度曲线数据，建立基于实测挠度的疲劳刚度演化规律，并从混凝土和钢筋的本构关系变化情况出发，提出了静载剩余强度计算方法。
　　计算了钢筋应力幅值，并通过S-N曲线经验法得到疲劳寿命预测值，与试验结果大体吻合。
　　分析基于疲劳累积损伤理论的寿命预测方法，并通过平均曲率法和反算挠度法计算了试件刚度随疲劳加载次数的变化情况，从而推导出疲劳累积损失值的变化情况，初步确定了发生疲劳破坏前的试件刚度以及损伤量，并为这种寿命预测方法的实现提出想法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内采用的空心楼盖形式

1．2．1 空腹夹层板楼盖体系

1．2．2 现浇空心楼盖体系

1．3 装配整体式混凝土密肋空心楼盖

1．3．1 简介

1．3．2 施工工艺

1．3．3 实用优势

1．3．4 实际工程应用

1．3．5 暗箱型装配整体式混凝土密肋空心楼盖

1．4 空心楼盖国内外发展研究概况

1．4．1 国外空心楼盖发展历程

1．4．2 国内空心楼盖的研究与发展

1．5 选题背景

1．6 疲劳问题的研究发展概况

1．7 本文的主要工作

第2章 疲劳试验设计

2．1 试验概况

2．2 试验目的

2．3 试件设计与制作

2．3．1 试件设计

2．3．2 试件制作

2．4 试验加载与测量

2．4．1 静载方案

2．4．2 疲劳加载方案

2．4．3 测量方案

2．5 材料力学性能试验和仪器标定

2．5．1 材料力学性能试验

2．5．2 仪器标定

第3章 疲劳试验结果及分析

3．1 试验现象和结果

3．1．1 试件BD-1静载试验

3．1．2 试件BD-2疲劳试验

3．1．3 试件BD-3疲劳试验

3．1．4 试件BD-4疲劳试验

3．1．5 试件BD-5疲劳试验

3．2 对比分析

3．2．1 试验现象对比

3．2．2 裂缝宽度对比

3．2．3 刚度退化对比

3．2．4 应变变化对比

3．2．5 强度退化对比

3．3 本章小结

第4章 疲劳损伤分析

4．1 材料疲劳性能

4．1．1 混凝土疲劳特性

4．1．2 混凝土疲劳损伤理论

4．1．3 钢筋疲劳特性

4．2 疲劳刚度演化规律

4．3 静载剩余强度演化规律

4．4 本章小结

第5章 疲劳寿命预测

5．1 引言

5．2 S-N曲线经验法

5．3 基于疲劳累积损伤理论的寿命预测

5．3．1 剩余刚度模型

5．3．2 刚度计算

5．3．3 结果分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文