机场与公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程分析
航空航天工程中的结构材料疲劳分析与优化
航空航天工程中的结构材料疲劳分析与优化疲劳是材料在受到重复加载时逐渐发生的累积性损伤现象，对于航空航天工程来说，疲劳问题一直是一个关键挑战。
由于飞行器在运行过程中所面临的极端环境和高强度要求，结构材料的疲劳分析与优化变得尤为重要。
本文将探讨航空航天工程中结构材料的疲劳分析与优化方法，帮助工程师有效解决疲劳问题。
一、疲劳分析方法1.1 应变寿命曲线法应变寿命曲线法是一种常用的疲劳分析方法，通过实验测得不同应力水平下材料的应变寿命数据，绘制应变寿命曲线，从而预测材料在实际工作环境下的寿命。
该方法可以分析材料在不同应力水平下的疲劳性能，并根据寿命曲线进行优化设计。
1.2 疲劳断裂力学方法疲劳断裂力学方法是通过应用弹塑性力学原理和断裂力学理论，对结构材料在加载过程中的疲劳断裂进行分析。
该方法可以考虑材料的疲劳寿命、应力强度因子、裂纹扩展速率等因素，对材料的变形和破裂行为进行定量描述，从而指导结构设计和优化。
1.3 动态疲劳试验方法动态疲劳试验方法是通过对材料进行实际加载试验，观测材料的应力应变响应和裂纹形态变化，从而分析材料在不同加载条件下的疲劳性能。
该方法可以提供实验数据支撑，验证疲劳分析的准确性，为材料的疲劳优化提供依据。
二、疲劳优化方法2.1 材料选择与设计在航空航天工程中，材料的选择是非常关键的一步。
工程师需要综合考虑材料的强度、韧性、耐热性、耐腐蚀性等性能指标，选择适合疲劳应用环境的材料。
同时，在设计结构时要合理考虑结构的载荷分布、缺陷分布等因素，减少结构的应力集中，从而提高结构材料的疲劳寿命。
2.2 疲劳强化措施为了提高结构材料的抗疲劳性能，可以采取一系列疲劳强化措施。
例如，通过表面强化处理，如喷丸、表面渗碳等方法，增加表面的压缩应力，减少应力集中；通过热处理、变形处理等方法改善材料的微观组织和力学性能，提高材料的抗裂纹扩展能力；通过复合材料等新材料的应用，提高结构的强度和疲劳寿命。
2.3 结构优化设计针对航空航天工程中的结构，可以采用优化设计方法来提高其疲劳性能。
机场道面混凝土性能优化设计方案论文
机场道面混凝土性能优化设计方案论文清晨的阳光透过窗帘，洒在书桌上，思绪如同一缕缕光线，交织在脑海中。
十年的方案写作经验，让我对每一个字、每一个标点都充满敬畏。
今天，我将用意识流的方式，为大家呈现一份关于“机场道面混凝土性能优化设计方案”的论文。
机场道面，作为机场基础设施的重要组成部分，其性能直接影响着飞行安全、航班正常运行以及旅客的出行体验。
混凝土作为道面的主要材料，其性能的优化显得尤为重要。
一、问题分析1.抗滑性能不足：道面混凝土表面的粗糙度不足，导致在雨雪天气时，飞机起降过程中易发生滑行事故。
2.耐磨性能差：长期承受飞机起降的冲击，使得道面混凝土磨损严重，降低了道面的使用寿命。
3.抗裂性能不足：混凝土在施工过程中易出现裂缝，导致道面整体性能下降。
二、优化方案设计1.优化混凝土配合比：通过调整混凝土的配合比，提高其抗滑、耐磨、抗裂性能。
具体措施如下：a.增加粗骨料的含量，以提高混凝土的耐磨性能。
b.选用高性能减水剂，降低混凝土的水胶比，提高其抗裂性能。
c.加入适量的矿物掺合料，如粉煤灰、硅灰等，提高混凝土的早期强度和抗滑性能。
2.优化混凝土施工工艺：施工过程中，应严格控制混凝土的搅拌、运输、浇筑、养护等环节，确保混凝土的质量。
具体措施如下：a.选用合适的搅拌设备，确保混凝土搅拌均匀。
b.采用泵送工艺，减少混凝土在运输过程中的分层和离析。
c.控制混凝土的浇筑速度，避免产生裂缝。
d.加强混凝土的养护，保证其充分水化，提高其强度。
3.优化混凝土检测方法：为及时掌握混凝土的性能，应采用先进的检测方法，如超声波检测、雷达检测等，确保混凝土的质量。
三、方案实施与效果评估1.实施步骤：a.对现有混凝土配合比进行调整，进行实验室试验，验证其性能。
b.在施工现场进行试验，验证优化方案的实际效果。
c.对优化后的混凝土进行长期观测，评估其使用寿命。
2.效果评估：a.评估优化方案对混凝土抗滑、耐磨、抗裂性能的影响。
b.评估优化方案对混凝土使用寿命的影响。
钢纤维混凝土弯曲疲劳性能研究
究起始 于 ７ 年 代 中期 ，在 山 西 、辽 宁 、河 南 、江 苏 ｛ ） 等省采 用钢板 切 削纤 维铺 筑 了试 验路 。在 安徽 等地 区 还采 用 了熔抽纤 维 修 筑 了试 验路 ，均 取 得 良好效 果 由于 ＳＲ Ｆ Ｃ力学 性能 优越 ，所 以大 量应 用 于 铁路 、隧
计 规范 时参考 。 １ 普通 混凝 土 弯 曲疲劳 方 程
钢纤 维 混凝 土 （Ｆ Ｃ）是 在 混 凝 土 中掺 入 钢纤 ＳＲ 维 的水 泥混凝 土 掺 加钢 纤维 能显著 地提 高混凝 土 的 抗拉 强度 、抗 弯拉 强度 、抗 冻 性 、抗 冲性 、抗磨性 和 抗疲 劳性 能 。在路 面工程 中应 用可 以明显减 薄面层 厚 度 ，提高路 面使 用功 能和 耐久性 在上 世 纪初 ，前 苏
Ａ ｓ ｒｃ ： Ｂ ｓ ｄ ０ ｔ ｏ ｓ ｒｓ ｌ ， ｌ ｔ ｕ ｏ ｂｔ ｔ ａ ａｅ ｎ ｌ ｓ ｆ ｅ ｔ ｅ ｕｔ ａ Ｆ ｗ ｆ ｉ ｅ ｆ ｏ ｔ ｓ ｅ ａｇ ｍｍｌ ｉｅ ｎ ｆ ＿ ｐ ｐ ｒ ｈｃ ｓ ｃｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｅ ＿ ａ ｉ ｇｖ ．ｉ ｈ ａ ｅ ，ｗ ｉｈ ｉ ｏ ａ ｅ ｉ ｔ ｌ ｓ ｓ ｈｈ 『 ｓｇ ｐ ｃ ｃ ｔ ｎ ｔ ａ ｅ ｃ ￣ ｈｄ ｄ ｔａ ｔｉ ｆｒ ｌ Ｉ ￣ ｒｔ ｎ ｌ ｉ ｓ ｉ ａｉ ．Ｉ ｃ ｎ ｈ ｏ ｃ ｅ ｔ ｈｓ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｆ ａｉ ａ ｎ ｅ ｆ ｉ ｏ ｈ ａ ｓｌ Ｃ ｏ Ｋ ｖ ｗｏｄ ： Ｓ ＲＣ ｅ ｄｎ ａｉｕ ｅ ｏ ａ ｃ ｅ ｌｓ Ｆ ；Ｂ ｎ ｉｇ ｆｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ：Ｆ ｔ ｕ ｍｌ ｌ ｇ ｆｍ ａｉ ｅ ｆ ｕａ ｇ ｏ
钢纤维混凝土梁受弯性能试验研究
钢纤维混凝土梁受弯性能试验研究
一、研究背景
钢纤维混凝土（SFRC）具有较好的抗拉性能，可以有效地提高混凝土构件的抗裂性能、抗震性能和耐久性能，因此在工程中得到了广泛的
应用。
本研究旨在通过试验研究钢纤维混凝土梁的受弯性能，为工程
实践提供参考依据。
二、研究目的
1.评估钢纤维混凝土梁的受弯性能；
2.分析钢纤维混凝土梁的破坏模式和破坏机制；
3.探讨钢纤维混凝土梁的受弯性能与钢纤维掺量的关系。
三、试验方法
1.试验材料：水泥、天然砂、碎石、钢纤维；
2.试验设备：混凝土搅拌机、混凝土模具、混凝土压力机、弯曲试验机；
3.试验步骤：
（1）制备混凝土试件：按照设计配合比制备混凝土试件，其中钢纤维掺量分别为0、1%、2%、3%；
（2）养护混凝土试件：将混凝土试件放置于恒温恒湿室中养护28天；（3）弯曲试验：在弯曲试验机上进行钢纤维混凝土梁的受弯试验，记录载荷-挠度曲线并观察破坏模式。
四、试验结果分析
1.载荷-挠度曲线分析：随着钢纤维掺量的增加，钢纤维混凝土梁的初始刚度逐渐增大，但其极限承载力略有下降；
2.破坏模式分析：随着钢纤维掺量的增加，破坏模式由混凝土压缩破坏逐渐转变为混凝土拉伸破坏和钢纤维断裂破坏；
3.破坏机制分析：钢纤维的加入可以有效地提高混凝土的抗拉强度，从而减小混凝土的裂缝宽度，提高混凝土的韧性。
五、结论
1.钢纤维混凝土梁的受弯性能随着钢纤维掺量的增加而变化，其初始刚度逐渐增大，但极限承载力略有下降；
2.钢纤维的加入可以改善混凝土的抗裂性能和韧性，从而提高混凝土构件的抗震性能和耐久性能；
3.在工程实践中应根据具体的工程要求和钢纤维的价格等因素综合考虑钢纤维掺量的大小。
CFRP加固钢筋混凝土梁弯曲疲劳性能的有限元分析
（ ） 筋混 凝 土梁 受 弯过 程 中 ， 面 上混 凝 土 、 １钢 截 钢筋 及 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ的应 变符 合平 截 面假定 ；
（） 帖 ＣＲ ２外 Ｆ Ｐ较薄 ， 为 Ｃ Ｒ 认 Ｆ Ｐ中心 距 离梁 顶
准值 ； 为 系数 ， ｒ ｔ 当计 算 的 值 大 于 ２０时 ， ２０ ． 取 ．。
中 圈分 类 号 ：Ｔ ３５ １ Ｕ ７ ． 文 章 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ０ ９ （０ ０ ０ ０ ２ ０ ０ ３— ９ ９ ２ １ ）４— ０ ２— ４
采 用加 固方 法 是 延 长公 路 、 铁路 桥 梁 和 混 凝 土
１２ 本构 关 系 ．
吊车梁 等承 受重 复荷 载作用 的混 凝 土梁疲 劳 寿命 的
（） ２ 钢筋 的本 构关 系 ： 钢 筋采用 理 想弹 塑性本 构 ： 当 ＜ 时 ， ８
ｏ ｒ ＝Ｅ （） ６ （） ７
距离 与梁 高相 等 ， ：， ｈ； 即 ＝ （ ） 件达 到极 限承 载 力 时 ， Ｆ Ｐ的拉应 变 根 ３构 ＣＲ 据平 截 面假 定 确定 ， 不应 超 过 Ｃ Ｒ 但 Ｆ Ｐ的 允许 拉 应 变［ ，； ｃ ］ （ ） 达到 承载 能力极 限状 态 前 ，Ｆ Ｐ与混 凝 ４在 ＣＲ
究 提供一 些指 导 建 议 ， 至 代 替 部分 试 验 研 究 。鉴 甚
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钢纤维混凝土劈拉与弯曲性能的试验研究的开题报告
钢纤维混凝土劈拉与弯曲性能的试验研究的开题报告
概述：
钢纤维混凝土作为一种新型材料，具有在大幅度振动、撞击和抗裂性能方面的优越性能。
本文将就钢纤维混凝土的劈拉与弯曲性进行试验研究，探究其力学特性及其
应用性能。
具体研究内容如下：
1. 研究目的
钢纤维混凝土在工业、土木和建筑工程等领域得到广泛应用。
本文旨在通过试验研究钢纤维混凝土的劈拉与弯曲性能，探究其力学特性和应用性能，为其在工程中的
应用提供理论依据及实用经验。
2. 研究内容
2.1 劈拉试验
采用拉伸试验机对不同钢纤维混凝土配合比样品进行拉伸试验，测量其极限拉应力、极限拉伸应变、断裂强度等参数，并绘制应力-应变曲线。
2.2 弯曲试验
采用万能材料试验机进行钢纤维混凝土梁的弯曲试验，测量其最大承载力、弯曲刚度等参数，并绘制荷载-挠度曲线。
同时还将分析破坏形态和破坏机理。
3. 研究意义
通过对钢纤维混凝土劈拉与弯曲性能的试验研究，可以更全面地了解该新型材料的力学特性。
同时，可以为该材料在工业、土木和建筑工程等领域的应用提供理论依
据和实用经验，丰富其应用领域。
4. 研究方法
本文主要采用试验法研究钢纤维混凝土的劈拉与弯曲性能。
通过拉伸试验机和万能材料试验机对不同配合比样品进行拉伸试验和弯曲试验，测量其相应参数，并绘制
应力应变曲线和荷载挠度曲线。
5. 预期结果
通过钢纤维混凝土劈拉与弯曲性能试验分析，预计发现其具有良好的抗裂性能和抗拉、抗弯强度。
同时，还将探究破坏形态和机理，为其更广泛的应用提供理论依据。
钢纤维混凝土弯曲疲劳及其损伤特性和细观强度研究共3篇
钢纤维混凝土弯曲疲劳及其损伤特性和细观强度研究共3篇钢纤维混凝土弯曲疲劳及其损伤特性和细观强度研究1钢纤维混凝土（SFRC）是一种以钢纤维为增强材料的混凝土，其性能优异，可用于加强混凝土结构的抗拉、抗弯、抗冲击等能力，特别适用于抗震、耐久性强的高性能混凝土结构。
然而，钢纤维混凝土在长期使用过程中，也会出现弯曲疲劳及其损伤特性的问题，这不仅会影响结构的安全性能，还会降低其使用寿命。
因此，对钢纤维混凝土的弯曲疲劳及其损伤特性和细观强度进行研究至关重要。
一、弯曲疲劳及其损伤特性1. 弯曲疲劳弯曲疲劳是由于结构受到交替的载荷作用，使得材料内部的微观缺陷逐渐扩大、积累，进而导致结构的破坏。
对于钢纤维混凝土而言，其弯曲疲劳特性受到许多因素的影响，如载荷幅值、频率、循环次数、试件尺寸和纤维含量等。
研究表明，随着载荷幅值、频率和循环次数的增大，钢纤维混凝土的弯曲疲劳寿命逐渐减小，说明结构内部缺陷的积累速度加快，其耐久性能下降。
2. 损伤特性钢纤维混凝土在弯曲疲劳过程中，会出现多种不同的损伤形式，如裂缝、剥落、断裂等，这些损伤不仅会导致结构的强度下降，还会引发二次灾害。
因此，深入分析钢纤维混凝土的损伤特性至关重要。
在弯曲疲劳过程中，钢纤维混凝土的微观损伤主要表现为纤维断裂、界面剥离、微裂缝扩张等，这些损伤形式的出现会进一步引起宏观裂缝的扩展和发展，最终导致结构的失效。
因此，钢纤维混凝土的弯曲疲劳过程需要密切关注其内部的损伤特性，以便更好地指导其实际工程应用。
二、细观强度研究1. 钢纤维钢纤维是钢纤维混凝土的主要增强材料，其力学性能的优异直接影响着混凝土结构的性能表现。
当前，市场上主要存在的钢纤维有冷拔钢丝、高强度钢丝、带钢螺旋钢丝等多种类型，其强度、形状、长度等不同会对钢纤维混凝土的力学性能产生影响。
因此，对钢纤维的力学性能进行深入研究，可以为钢纤维混凝土的工程应用提供科学依据和技术支持。
2. 界面钢纤维与混凝土间的界面是钢纤维混凝土内部的重要界面，其界面性能会直接影响钢纤维混凝土的性能表现。
钢筋混凝土受弯构件疲劳性能试验研究
钢筋混凝土受弯构件疲劳性能试验研究一、研究背景和意义钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其受弯构件的疲劳性能是结构耐久性的重要指标之一。
随着交通运输和工业生产的不断发展，钢筋混凝土桥梁、高层建筑、厂房等大型建筑结构的使用寿命和安全性需求越来越高，因此对其疲劳性能的研究显得尤为重要。
二、研究目的和方法本研究旨在探究钢筋混凝土受弯构件的疲劳性能，通过试验研究的方法，分析不同试件的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展规律。
具体的方法为选取标准试件，设置不同的加载方式和载荷水平，进行疲劳试验，并对试验结果进行分析和比较。
三、试验设计1. 试件制备：选取混凝土强度等级为C40的混凝土，按照标准制备试件。
试件采用矩形截面，长1000mm，宽150mm，高150mm。
试件中间设置2根直径为12mm的钢筋，间距为100mm。
2. 试验装置：采用液压万能材料试验机进行试验，试验过程中采用位移控制方式，加载频率为5Hz。
3. 试验方案：将试件分为两组，每组3个试件。
第一组试件采用恒载加交变载的方式进行试验，其中恒载为试件自重，交变载为4kN和8kN间隔交替施加，载荷比为0.2；第二组试件采用恒载加正弦载荷的方式进行试验，其中恒载为试件自重，正弦载荷为4kN的峰值，频率为5Hz。
4. 试验数据处理：记录试验过程中的位移、载荷和试件裂缝情况，根据试验数据计算试件的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展规律。
四、试验结果分析1. 试件疲劳寿命：第一组试件的疲劳寿命为5.23×10^5次，第二组试件的疲劳寿命为7.32×10^5次。
可以发现，采用恒载加正弦载荷的试验方式，试件的疲劳寿命相对较长。
2. 试件裂纹扩展规律：在试验过程中，第一组试件出现了明显的裂缝，并且裂纹扩展速度较快。
而第二组试件的裂纹扩展速度较慢，且裂纹生长比较平稳。
可以发现，采用恒载加正弦载荷的试验方式，试件的疲劳裂纹扩展速度相对较慢。
五、结论与建议1. 采用恒载加正弦载荷的试验方式可以有效提高钢筋混凝土受弯构件的疲劳寿命。
钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能研究
钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能研究一、研究背景钢筋混凝土结构是现代建筑中使用最广泛的结构形式之一，其弯曲疲劳性能是决定其使用寿命和安全性的重要因素之一。
因此，对钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能进行研究具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的本研究旨在探究钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能，包括疲劳寿命、疲劳极限、疲劳裂纹扩展速率等方面的问题，以提高钢筋混凝土结构的使用寿命和安全性。
三、研究方法本研究采用实验方法进行研究，首先制备不同尺寸的钢筋混凝土梁样品，然后将样品进行弯曲疲劳试验，记录试验数据并进行分析。
四、实验设计1.样品制备本实验制备了三组不同尺寸的钢筋混凝土梁样品，具体参数如下：（1）组一：截面尺寸为150mm×150mm，长度为1000mm，钢筋直径为10mm，混凝土强度等级为C30。
（2）组二：截面尺寸为200mm×200mm，长度为1200mm，钢筋直径为12mm，混凝土强度等级为C40。
（3）组三：截面尺寸为250mm×250mm，长度为1500mm，钢筋直径为14mm，混凝土强度等级为C50。
2.试验方法本实验采用弯曲疲劳试验方法，试验参数如下：（1）载荷方式：四点弯曲。
（2）载荷幅值：按照不同组别的样品进行调整，分别为1.0kN、1.5kN、2.0kN。
（3）载荷频率：5Hz。
（4）疲劳寿命：根据样品的疲劳破坏情况进行记录。
3.数据分析本实验采用MATLAB软件对试验数据进行分析，包括疲劳曲线、疲劳寿命、疲劳极限、疲劳裂纹扩展速率等方面的分析。
五、实验结果1.疲劳曲线本实验得到了三组不同尺寸的钢筋混凝土梁的疲劳曲线，如图1所示。
图1 钢筋混凝土梁的疲劳曲线2.疲劳寿命本实验得到了三组不同尺寸的钢筋混凝土梁的疲劳寿命，如表1所示。
表1 钢筋混凝土梁的疲劳寿命组别截面尺寸（mm）载荷幅值（kN）疲劳寿命（次）一150×150 1.0 500000二200×200 1.5 400000三250×250 2.0 3000003.疲劳极限本实验得到了三组不同尺寸的钢筋混凝土梁的疲劳极限，如表2所示。
钢纤维混凝土快速修补机场道面的应用研究
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ０ — ７ ６ ２ １ ） ３ ４ ０ ４ — ３ ０ ２ ４ ８ （０ １０ ／ — １７ ０ ０
Ｄ ：１ ． ６ ６ｉ ｎ１０ — ７ ６ ０ ｈ ． ６ ｏＩ ０３ ９ ．ｓ．０ ２ ４ ８ ． １ ． ０ ８ ｓ ２ １３ ３
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｆ ｔ ｅ Ｆｉ ｒ ｌｃ ｔｏ ｏ Ｓ ｅ ｌ ｂｅ Ｒｅｎ ｏ ｃ ｄ ｉ ｆ ｒ ｅ Ｃｏ ｒ ｔ ｏ ｎｃ ｅ ｅ ｎ Ｕｒ ｅ ｔ ｇ ｎ
由于 室 内沥青混 合 料疲 劳 特
疲劳试 验 结果相 差 数倍 ，甚 至更 大 。室 内的试件 是 简支状 态 ，而 路 面 沥 青 混 合 料 是 受 基 层 支 撑 的 ，受 力状 态 由室 内 的单 向弯拉
变 为 野 外 的 双 向 弯 拉 ，考 虑 裂 缝
裂缝 ，而 是 稠 密 的 、不 规 则 的 、 相互联 系 的裂缝 ，严重 时则 呈 现
性试验 条 件与 实际 道路 上 的情 况
有较 大的差 别 ，因此 由室 内疲 劳 试 验所 获得 的疲 劳方 程并 不 能直 接 用 于 实 际 道 路 的 疲 劳 寿 命 预 估 ，必 须 进 行 必 要 的 修 正 和 调 整 ．这 是一 个十 分复 杂且 不 易确 切 解 决 的 问题 。 Ｐ ．Ｐ ｎ 据 他 Ｓ ｅ根
为 网裂 。并 伴 随 有 表 面 的 变 形 ，
如车辙 或沉 陷 。若 路面 出现 这种
大 规 模 的 疲 劳 开 裂 则 表 明 已 接 近
从 底 面扩展 到顶 面 ，沥青 路 面实 际疲劳 寿命 可按 沥青 混合 料 室 内 疲 劳试 验确 定 的破坏 疲劳 寿命 乘
其 使 用 寿 命 ，需 要 大 修 或 重 建 。 对 于正 常使 用 的半 刚性基 层 沥青 路 面 ．当沥 青 面层 出现疲 劳 破坏
钢纤维混凝土残余抗弯拉强度
钢纤维混凝土残余抗弯拉强度
钢纤维混凝土的残余抗弯拉强度是指混凝土在经历弯曲加载直至达到极限状态后，所能承受的剩余弯曲拉应力。
这个指标是衡量混凝土结构在遭受弯曲破坏后仍能维持一定承载能力的重要参数，对于评估结构的耐久性和可靠性具有重要意义。
在钢纤维混凝土中，钢纤维的加入显著提高了混凝土的韧性和延展性，使其在遭受弯曲破坏时能够吸收更多的能量，从而在达到极限状态后仍保持一定的承载能力。
这种性能在混凝土结构设计中被称为“延性破坏”，与普通混凝土的“脆性破坏”相对。
残余抗弯拉强度的测试通常采用标准试验方法，如美国混凝土学会（ACI）或欧洲标准（EN）中规定的方法。
测试过程中，将混凝土试件（通常是梁形试件）加载至极限状态，然后卸载至一定的残余应力水平，测量此时试件所能承受的弯曲拉力。
这个力值与试件的截面积和跨度的比值即为残余抗弯拉强度。
钢纤维混凝土的残余抗弯拉强度受多种因素影响，包括钢纤维的类型、掺量、长度、直径、长径比，以及混凝土的基体强度等。
这些参数共同决定了混凝土的韧性和残余承载能力。
在实际工程应用中，钢纤维混凝土的残余抗弯拉强度对于桥梁、高层建筑、核电站等结构的安全性评估和设计至关重要。
通过合理设计和施工，可以提高这些结构在极端条件下的安全性和可靠性。
钢纤维混凝土梁的疲劳性能研究
钢纤维混凝土梁的疲劳性能研究一、研究背景随着经济的快速发展，建筑行业对于混凝土结构的要求越来越高。
而钢纤维混凝土梁因其优异的性能，成为了混凝土结构中的重要组成部分。
然而，钢纤维混凝土梁在使用过程中经受着反复的荷载作用，容易出现疲劳损伤现象，从而影响其使用寿命和安全性。
因此，研究钢纤维混凝土梁的疲劳性能具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究钢纤维混凝土梁的疲劳性能，分析其疲劳寿命和疲劳损伤形态，为混凝土结构的设计、施工和使用提供理论依据和实践指导。
三、研究方法本研究采用实验方法，通过在钢纤维混凝土梁上施加反复荷载，观察梁体在不同荷载级别下的疲劳寿命和疲劳损伤形态。
同时，根据实验结果，分析梁体的疲劳性能特点。
四、实验设计1.材料选用本实验选用C30钢纤维混凝土作为材料，钢纤维的长度为30mm，直径为0.3mm。
试件尺寸为150mm×150mm×600mm。
2.荷载施加本实验采用反复荷载方式，荷载频率为10Hz，荷载幅值逐级增加。
具体荷载方案如下：第1级：荷载幅值为0.5kN，荷载次数为10万次；第2级：荷载幅值为1.0kN，荷载次数为10万次；第3级：荷载幅值为1.5kN，荷载次数为10万次；第4级：荷载幅值为2.0kN，荷载次数为10万次；第5级：荷载幅值为2.5kN，荷载次数为10万次。
3.实验数据采集在反复荷载过程中，记录试件的应力应变曲线和荷载-位移曲线，观察试件的疲劳寿命和疲劳损伤形态。
五、实验结果与分析1.应力-应变曲线在不同荷载级别下，记录试件的应力-应变曲线如下图所示：图1 不同荷载级别下的应力-应变曲线从图1中可以看出，随着荷载幅值的逐级增加，试件的应力-应变曲线呈现出明显的下降趋势。
这表明，在反复荷载作用下，试件的抗压强度逐渐降低，出现了疲劳损伤现象。
2.荷载-位移曲线在不同荷载级别下，记录试件的荷载-位移曲线如下图所示：图2 不同荷载级别下的荷载-位移曲线从图2中可以看出，在低荷载级别下，试件的荷载-位移曲线几乎呈现线性关系。
机场与公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程分析
由文献＿ 试验结果 ， ２ ｊ 分别按其全部试验数据 １４ １ 组和按其荷载循环次数 １ ０・ ０ ～１ 范围内的 ７ 组数据 ８ 进行分析 ， 其结果如图 １ 所示。图 １ ａ线表示按 １４ 中（） １ 组数据分析的结果 ， １ ｂ 线表示按 ７ 组数据 图 中（ ） ８ 分 析结 果 ， 者 比较 ，ａ方 程 的相关性 （ 关 系数 ０ ９ ） ２ 方程 （ 二 （） 相 ．５ 比（） 相关 系数 ０ ９ ） 好 。另外 ， 考虑 常用 ．４稍 除
维普资讯
河 南 科
第２ ０卷
第 ６期
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Ｖ０ ．０ Ｎｏ ６ Ｊ２ ．
Ｄｅ ． Ｏ ２ ｅ２０
２０ ０ ２年 ｌ ２月
ＨＥ ＮＡ Ｎ Ｓ ＥＮ ＣＥ ＣＩ
文 章 编 号 ：０ ４３ １ （０ ２０ —６ ７０ １０ —９８ ２ ０ ）６０ ７—４
疲 劳方程 ， 为正在 编制 的《 纤维混凝土技术规程》 提供依据和 参考 。
关键词 ： 场 ；－ ； 纤维混凝土 ； 机 －路 钢 ２ ＇ 弯拉 ； 劳 疲 中 图 分 类 号 ： Ｕ５ ８ ５ Ｔ ２ ．７ 文献标识码 ： Ａ
钢 纤维 混凝 土 与普通 混凝 土相 比具有 一 系列优 良的性 能 ， 中 ， 其 在重 复荷载 作用 下 的抗疲 劳特 性显得 更 为重要 。疲 劳试 验表 明 ， 纤维混 凝土 不论 在受压 或受 弯状 态 下 的疲 劳 强度 都 比普 通 混凝 土 有 较 大 幅度 的 钢 提高 。在机 场与 公路 工程 中 ， 混凝 土道 面板 与混凝 土路 面板 不仅 要承受 因静 载 和动 载作用 引起 的弯 拉应力 ， 而且更 要承 受 因飞机 或车辆 重复作 用 而引起 的荷 载弯 拉疲 劳应 力和 因温度 的不 断变 化引起 的温 度疲 劳应 力
钢纤维混凝土在机场工程中的应用探讨
钢纤维混凝土在机场工程中的应用探讨摘要：本文主要论述了钢纤维混凝土的基本性能，以及目前钢纤维混凝土在机场工程中的一些应用实例。
结合目前钢纤维混凝土的应用情况，提出了一些思考。
关键词：钢纤维；水泥混凝土；机场工程水泥混凝土具有刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好、施工方便等优点，被广泛应用于机场道面等工程中。
然而，水泥混凝土具有自重大、易开裂、抗拉强度度低、韧性差等固有缺陷。
随着机场使用时间的增长，荷载和环境的综合作用，水泥混凝土易发生裂缝、断裂等损坏，影响使用性能和机场的运行安全。
在水泥混凝土中掺入钢纤维，对混凝土基体能够起到阻裂、增强和增韧的作用，提高混凝土的抗拉、抗折、抗冲击等性能。
因而，钢纤维混凝土也越来越多的被应用在机场的道面加铺、修补及排水等工程中。
1 钢纤维混凝土的性能1.1 基本力学性能钢纤维的掺入对混凝土的抗压强度影响不大，钢纤维混凝土的抗压强度主要取决于混凝土基体的性能，一般掺钢纤维的混凝土的抗压强度提高幅度在15%左右[1]。
而掺加钢纤维对混凝土的抗折强度、抗拉强度、抗剪强度有明显的增强效果。
抗折强度是机场水泥混凝土道面最重要的力学指标，当混凝土中掺加的钢纤维体积率在1%~2%范围内时，抗折强度可以提高30%~80%[2]，抗拉强度提高25%~50%，用直接双面剪试验所测定的抗剪强度提高50%~100%[3]。
1.2 抗冲击性能机场道面在使用过程中，飞机的起飞、着陆，以及滑行过程中因道面接缝或不平整和错台，对道面会产生不同程度的冲击作用。
钢纤维混凝土对冲击能量的吸收能力较普通水泥混凝土要好。
随着钢纤维掺量的提高，钢纤维混凝土的抗冲击性能大幅度提高。
同时，动荷载作用下，钢纤维混凝土抗剥落能力较强，有裂而不碎的特点，因而适用于机场道面等承受冲击荷载的工程。
1.3 抗疲劳性能在重复荷载的作用下，钢纤维能够约束混凝土内部微细裂纹和裂缝的发展，缓解裂缝尖端的应力集中，延缓因裂缝开展导致破坏的过程，从而使得承受的疲劳作用次数增加。
钢纤维混凝土在机场道面快速修补中的试验研究
钢纤维混凝土在机场道面快速修补中的试验研究贺静漪;周华军;赵硕【摘要】介绍了钢纤维混凝土的性能与种类，阐述了钢纤维混凝土在机场道面快速修补中的应用情况，指出在混凝土中加入钢纤维，解决了机场道面的病害问题，增强了机场道面的耐久性与美观性。
%The paper introduces the performance and classification of the steel fiber concrete,illustrates the application of the concrete in the speedy maintenance on airport roadbeds,and points out the addition of the steel fiber in the concrete can solve the diseases on the airport road-bed,and enhance the durability and attraction of the airport roadbeds.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)016【总页数】2页(P151-151,152)【关键词】机场道面;钢纤维;混凝土;耐久性【作者】贺静漪;周华军;赵硕【作者单位】中国航空规划设计研究总院有限公司，北京 100120;中国航空规划设计研究总院有限公司，北京 100120;中国航空规划设计研究总院有限公司，北京 100120【正文语种】中文【中图分类】V351.11最近几年，我国的房地产和基础设施的建设发展较为迅速，而混凝土是所有设施进行建设的最重要、最基础的材料，混凝土的高流动性、高耐久性以及体积的稳定性，使之成为重要的建筑材料，但是，混凝土有一个缺点就是极易产生裂缝，有很多专家都在试图从各个途径来解决这个问题，但是由于施工、人为因素或是养护等方面，裂缝问题是无法避免的，这严重的影响了混凝土的结构、耐久性及安全性，现在国际上一致认为在混凝土中加入钢纤维可以有效的解决裂缝的问题，纤维可以赋予修补的混凝土以韧性，从而改善混凝土抗裂的性能、疲劳耐久性以及抗冲击的能力，并在旧的混凝土上浇筑新的钢纤维混凝土，可以有效的解决混凝土的反射裂缝的问题。
民用机场道面水泥混凝土面层圆柱体劈裂强度 与标准小梁弯拉强度统计折算公式试验分析
民用机场道面水泥混凝土面层圆柱体劈裂强度与标准小梁弯拉强度统计折算公式试验分析摘要：民用机场道面水泥混凝土面层质量验收，除每500m3成型1组28d试件、每3000 m3增做不少于1组试件，供竣工验收时进行试验外，还应每20000 m2钻芯一处进行劈裂强度试验，每个标段不少于3个芯样。
劈裂强度与标准小梁弯拉强度的折算公式需要试验来确定。
本文阐述了圆柱体劈裂强度与标准小梁弯拉强度统计折算公式试验的过程。
关键词：道面混凝土；劈裂强度；弯拉强度；统计折算公式前言：《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（MH 5006-2015）18.0.9条规定：跑道、滑行道、机坪道面总面积不小于50000m2的工程，建设单位应委托第三方试验单位通过试验得到该工程的统计折算公式。
本文是根据上海浦东国际机场东机坪水泥混凝土道面工程做试验探索，也是华东区民用机场第一次就圆柱体劈裂强度与标准小梁弯拉强度统计折算公式实验进行探索。
一、试验目的针对道面水泥混凝土工程，通过室内标准养护的标准小梁试件弯拉强度和室内标准养护的圆柱体劈裂强度系列试验，力求找出两者的对应关系，建立统计折算公式，为道面混凝土现场质量验收评定提供参考。
二、试验和推算依据（1）《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（MH5006-2015）（2）《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T F30-2014）（3）《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30-2005）（4）《通用硅酸盐水泥》（GB 175-2007）（5）《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）（6）《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）（7）《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）（8）《试验设计与数据处理》（第二版），李云雁，胡传荣编著，化学工业出版社三、试验配合比设计方案及试验结果1.配合比设计方案①原材料检测项目及结果水泥：泥混凝土面层应选用旋窑生产的道路硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜选用早强型水泥，所选水泥的各项技术指标应符合国家现行标准，本次实验采用上海建筑材料集团水泥有限公司生产的P.Ⅱ42.5型硅酸盐水泥，水泥检测项目：强度、安定性、凝结时间、稠度、比表面积、密度，所检指标符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175-2007）和《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》（MH 5006-2015）要求；黄砂：细集料宜采用细度模数为2.65～3.20的天然中粗河砂，质地应坚硬、耐久、洁净，本次实验采用芜湖县申海建材有限公司的中粗砂，检测项目：筛分析、含泥量、泥块含量、堆积密度、表观密度，所检指标符合《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》（MH 5006-2015）要求；碎石：粗集料质地应坚硬、耐久、耐磨、洁净，符合规定级配，最大粒径应不超过40mm（40mm圆孔筛对应方孔筛尺寸为31.5mm），本次实验室采用芜湖县申海建材有限公司的级配碎石，有检测项目：颗粒级配、含泥量、泥块含量、针片状含量、表观密度、堆积密度、压碎值；所检指标符合《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》（MH 5006-2015）要求；外加剂：水泥混凝土外加剂的品种及含量应根据施工条件和使用要求，并通过水泥混凝土配合比试验选用，本次实验采用北京安建世纪科技发展有限公司生产的减水剂，检测项目：密度、含固量试验、根据推荐掺量测定外加剂的减水率；所检指标符合《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）和民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》（MH 5006-2015）要求；②配置计划根据《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（MH5006-2015）及《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T F30-2014）相关规定，按不同的水泥用量（以施工配比为中间值，每相邻两组配比的水泥用量分别递增或递减5kg）、两种砂率（30%、32%）、不同水灰比及碎石不同比例，按照体积法计算得出试配的配合比，本次实验共试配了37组不同的配比，满足《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（MH5006-2015）要求的不少于15组的要求，具体配合比如表1所示，在室内分别成型了标准小梁试件（150mm*150mm*550mm）和圆柱体劈裂试件（φ150mm*300mm），所有试件成型后，脱模标准养护至28d，进行强度试验。
钢纤维对混凝土强度的影响分析_热依汗古丽_苏拉依曼
文章编号：1005－0574－（2014）03－0052－02钢纤维对混凝土强度的影响分析热依汗古丽·苏拉依曼（新疆筑路机械厂公路工程处，新疆乌鲁木齐830021）摘要：通过室内试验，研究了钢纤维掺量对混凝土28d抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和折压比的影响。
试验结果表明，在混凝土中加入钢纤维可以提高混凝土强度，改善混凝土弯曲韧性；但钢纤维掺量并不是越多越好，当钢纤维掺量为1.5%时混凝土的强度最大，弯曲韧性最优。
关键词：钢纤维；混凝土强度；弯曲韧性中图分类号：TU528.572文献标识码：B近年来，混凝土以其自身优越的性能在建筑、公路桥梁、大坝等土木工程中得到了广泛的利用；但是混凝土也有脆性大、抗弯拉强度低等缺点，在利用混凝土时如何提高其韧性成为人们关注的焦点。
有研究表明［1－2］，在混凝土中加入钢纤维制成钢纤维混凝土，可以使混凝土的脆性大幅降低，同时使混凝土具有较高的抗拉强度、抗剪强度和抗冲击性能，但应注意钢纤维的掺量问题，如果为了改善混凝土的脆性无限增大钢纤维掺量在经济上并不科学。
本文通过试验，分析了钢纤维掺量对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和折压比的影响，得出钢纤维的最优掺量。
1原材料和试验方法1.1原材料水泥选用河南同力水泥股份有限公司生产的P.O42.5水泥，各项技术指标均能满足规范要求；细集料采用普通中砂；粗集料选用标准碎石，各项技术指标符合相关要求；外加剂选用聚羧酸系减水剂；钢纤维选自重庆富祥金属纤维有限公司，具有良好的力学性能。
混凝土配合比见表1。
表1混凝土配合比水泥用量/kg·m－3净用水量/kg·m－3细集料/kg·m－3粗集料/kg·m－3水灰比/%砂率/%减水剂/%5202087965090.445 3.541.2试验方法对不同钢纤维掺量的混凝土，均按GB/T0553－2005测定抗压强度和抗折强度，试件尺寸分别采用150mmˑ150mmˑ150mm和150mmˑ150mmˑ550mm的标准规格试件；按GB/T0560－2005测定劈裂抗拉强度。
恒幅弯曲疲劳荷载作用下钢纤维混凝土疲劳应变和疲劳模量及损伤研究
恒幅弯曲疲劳荷载作用下钢纤维混凝土疲劳应变和疲劳模量及损伤研究
钢纤维混凝土是一种新兴的混凝土材料，具有良好的抗拉性能和抗裂性能，在应用中具有广泛的应用前景。
但是，在实际使用中，钢纤维混凝土受到恒幅弯曲疲劳荷载作用时，也会发生疲劳损伤，并且疲劳强度和疲劳寿命也受到影响，因此进行疲劳强度和疲劳寿命的研究十分必要。
本文通过对恒幅弯曲疲劳荷载作用下钢纤维混凝土的疲劳应变和疲劳模量进行试验研究，得出以下结论：
1. 随着疲劳荷载的增大，钢纤维混凝土的疲劳应变也随之增大，其中表现出较为明显的非线性特征。
2. 钢纤维混凝土的疲劳寿命受到疲劳荷载幅值的影响很大，疲劳荷载幅值增大时，疲劳寿命显著降低。
3. 钢纤维混凝土的疲劳模量也随着疲劳荷载的增大而降低，其中表现出显著的非线性特征。
4. 钢纤维混凝土在疲劳加载过程中发生了显著的损伤，损伤程度随着疲劳加载次数的增加而增加，表现为裂纹扩展和纤维断裂。
综上所述，钢纤维混凝土在恒幅弯曲疲劳荷载作用下的疲劳应变和疲劳模量及损伤特征表现出较为明显的非线性特征，疲劳荷载幅值对疲劳寿命的影响很大，需要在实际应用中做好相应的设计和维护工作。
混凝土弯拉疲劳的S-P-N方程
混凝土弯拉疲劳的S-P-N方程
吴云泉;顾红军;李海川
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2005(000)001
【摘要】根据84个混凝土小梁试件的弯拉疲劳寿命试验结果,对混凝土弯拉疲劳寿命的概率进行了优度拟合检验,并对概率分布的影响因素进行了定量分析.由概率分布导出了显含保证率(P)的混凝土弯拉疲劳寿命的S-P-N方程,进一步给出了考虑道(路)面工程混凝质量实际水平的S-P-N方程,便于工程应用.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】吴云泉;顾红军;李海川
【作者单位】西北工业大学,力学与土木建筑学院,陕西,西安,710072;中国人民解放军95338部队,湖南,衡阳,421001;徐州空军学院,江苏,徐州,221000;空军工程大学,工程学院,陕西,西安,710038
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.37;O21
【相关文献】
1.交联聚乙烯改性沥青混合料弯拉疲劳性能研究 [J], 丁国盛
2.机场与公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程分析 [J], 王璋水
3.不同加载频率下沥青混合料弯拉疲劳性能试验研究 [J], 段立伟
4.超高性能混凝土钢桥面铺装组合结构弯拉疲劳性能研究 [J], 黄若昀;张辉;崔磊
5.预应力道面混凝土的弯拉与疲劳特性 [J], 刘聪;翁兴中;张俊;杨博瀚;刘军忠;王方岩;李文蕾
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收稿日期:2002-05-20作者简介:王璋水(1935-),男,浙江金华人,空军工程设计研究局高级工程师。
文章编号:1004-3918(2002)06-0677-04机场与公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程分析王璋水(空军工程设计研究局,北京 100077)摘 要:通过有关混凝土和钢纤维混凝土弯拉疲劳试验结果的分析对比,阐明钢纤维混凝土弯拉疲劳强度的主要影响因素和变化趋势,并本着与现行有关规范相匹配的原则,建立和验证了机场和公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程,为正在编制的《纤维混凝土技术规程》提供依据和参考。
关键词:机场;公路;钢纤维混凝土;弯拉;疲劳中图分类号:TU528.57 文献标识码:A钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优良的性能,其中,在重复荷载作用下的抗疲劳特性显得更为重要。
疲劳试验表明,钢纤维混凝土不论在受压或受弯状态下的疲劳强度都比普通混凝土有较大幅度的提高。
在机场与公路工程中,混凝土道面板与混凝土路面板不仅要承受因静载和动载作用引起的弯拉应力,而且更要承受因飞机或车辆重复作用而引起的荷载弯拉疲劳应力和因温度的不断变化引起的温度疲劳应力的共同作用,因而,钢纤维混凝土的弯拉疲劳强度是道面与路面设计中的重要参数。
为此,分析和研究钢纤维混凝土的弯拉疲劳强度,建立与现行有关规范相匹配、便于设计、实用可靠的钢纤维混凝土弯拉疲劳方程,为目前正在编制的《纤维混凝土技术规程》提供必要依据十分必要。
关于钢纤维混凝土疲劳特性的研究,国内外作了大量的工作,提出过许多重要的研究成果。
1992年编制的CEC S38:92《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》[1]中提出的有关钢纤维混凝土疲劳强度的计算公式,主要依据文献[2]试验结果建立的。
至今,随着人们对混凝土疲劳强度认识的不断深化和现行有关水泥混凝土的设计规范的修订,对原提出的水泥混凝土疲劳方程,有的已作了修改,有的已提出新的疲劳方程。
为了与现行有关规范相适应[3][4][5],应针对不同规范建立新的钢纤维混凝土疲劳方程。
在建立新的钢纤维混凝土疲劳方程时,应以试验结果为分析基础,同时考虑重复荷载的特性、方程的实用性、可靠性等因素。
本文在参考有关混凝土和钢纤维混凝土弯拉疲劳试验资料的基础上,通过对试验结果的数据分析和对比,提出和验证了机场道面和公路路面的钢纤维混凝土疲劳方程。
1 机场钢纤维混凝土弯拉疲劳方程1.1 军用机场钢纤维混凝土弯拉疲劳方程现军用机场水泥混凝土道面的弯拉疲劳方程是根据文献[6]水泥混凝土小梁弯拉疲劳试验所得的试验弯拉疲劳方程(1)n 1=f f tm /f tm =1.021-0.077logNe(1)式中 f f tm —水泥混凝土弯拉疲劳强度;f tm —水泥混凝土的弯拉强度;n 1—应力比,n 1=f f t m /f t m ;Ne —设计使用年限内,机场道面所经受的设计疲劳荷载循环次数。
由(1)式取99.7%保证率,即减去3倍的标准误差(0.0256),得到设计弯拉疲劳方程(2)n 2=f f tm /f tm =0.944-0.077logNe (2) 由文献[2]试验结果,分别按其全部试验数据114组和按其荷载循环次数104～106.3范围内的78组数据进行分析,其结果如图1所示。
图1中(a )线表示按114组数据分析的结果,图1中(b )线表示按78组数据分析结果,二者比较,(a )方程的相关性(相关系数0.95)比(2)方程(相关系数0.94)稍好。
另外,除考虑常用应力比外,还要考虑机场和公路常发生的超载现象,为此,也应考虑高应力比的实际情况,否则就为不安全。
因此,本文的分析以试验为基础,考虑高低应力比实际情况,按114组的数据分析。
经按单对数关系回归分析,可得钢纤维混凝土试验弯拉疲劳方程(3),其相关系数据R 为0.963。
第20卷 第6期2002年12月 河 南 科 学HE NAN SCIE NCE Vol .20 No .6Dec .2002DOI :10.13537/j .issn .1004-3918.2002.06.017n 3=f f ft m /f ft m =1.031-0.065logNe +0.083λf (3)式中 f f ftm —钢纤维混凝土弯拉疲劳强度;f ftm —钢纤维混凝土的弯拉强度;λf —钢纤维特征参数,λf =ρf ιf /d f ;ρf —钢纤维体积率;ιf /d f —钢纤维长径比。
图1 按78组和114组分析钢纤维混凝土弯拉疲劳方程比较图Fi g .1 Comparis on of the flexural fatigue equation for SFR C 图2 军用机场钢纤维混凝土与水泥混凝土疲劳方程图Fig .2 Fatigue equation of military airfiel d SFR C and PC对(3)式,考虑与(2)式相匹配并取99.7%保证率,即减去3倍的均方差(0.0229)得到钢纤维混凝土设计弯拉疲劳方程(4)n 4=f f ftm /f ftm =0.944-0.077logNe +0.12λf(4)(4)式即为现行军用机场钢纤维混凝土设计弯拉疲劳方程,与文献[1]规定的式(2.2.4)相同。
图2表明军用机场水泥混凝土试验和设计弯拉疲劳方程(1)和(2)与军用机场钢纤维混凝土试验和设计弯拉疲劳方程(3)和(4)的n -logNe 关系。
由表1比较可知,当设计疲劳荷载循环次数据Ne =106,钢纤维体积率为0.015,长径比为60时,钢纤维混凝土比水泥混凝土弯拉疲劳强度约平均提高22%。
若已知应力比为0.6,按(2)和(4)式,分别求得水泥混凝土和钢纤维混凝土疲劳荷载循环次数Ne =0.293×105和7.41×105,后者约为前者的25倍,可见钢纤维混凝土的疲劳性能比水泥混凝土有明显的提高。
表1 钢纤维混凝土与普通混凝土弯拉疲劳强度比较表Table 1 Comparison of the flexural fatigue s trength between SFRC and PC logNe道面种类23456备 注 钢纤维混凝土道面n 40.900.820.740.670.59 普通混凝土道面n 20.790.710.640.560.48 n 4/n 21.141.151.171.191.22ρf =0.015,l f /d f =601.2 民用机场钢纤维混凝土弯拉疲劳方程现民用机场水泥混凝土道面的弯拉疲劳方程是根据文献[7]中水泥混凝土小梁弯拉疲劳试验所得的试验弯拉疲劳方程(5)n 5=f f tm /f tm =0.961-0.063logNe(5)按(5)式取99.7%保证率,即减去3倍的标准误差(0.0253),得到设计弯拉疲劳方程(6)n 6=f f tm /f tm =0.885-0.063logNe (6) 由钢纤维混凝土试验弯拉疲劳方程(3)式,使其与(6)式相匹配并取99.7%保证率,即减去3倍的均方差(0.0229),得到钢纤维混凝土设计弯拉疲劳方程(7)式n 7=f f ftm /f ftm =0.885-0.065logNe +0.15λf(7) 图3表明民用机场普通混凝土试验和设计弯拉疲劳方程(5)式和(6)式与民用机场钢纤维混凝土试验和设计弯拉疲劳方程(3)式和(7)式的n —logNe 关系。
1.3 军用与民用机场钢纤维混凝土弯拉疲劳方程比较由图4表明军用与民用机场钢纤维混凝土弯拉疲劳方程,虽然二者的常数项和斜率有所差异,但基本是相同的。
图中(4)和(7)分别表示军用和民用机场钢纤维混凝土弯拉疲劳方程。
—678—河 南 科 学 第20卷第6期图3 民用机场钢纤维混凝土与水泥混凝土弯拉疲劳方程图Fig .3 Fbexural fatigue equation of civil airfield SFRC and PC 图4 军用与民用机场钢纤维混凝土疲劳方程图Fig .4 Fatigue equation of military and civil airfield SFRC2 公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程比较 根据文献[5],现行规范将水泥混凝土弯拉疲劳强度f f tm 和弯拉强度f tm 之应力比n 与荷载重复作用次数Ne 关系如(8)式所示。
n 8=f f tm /f tm =Ne -0.0516(8)因而,设计使用年限内荷载应力累计疲劳作用疲劳应力系数k f 为k f =Ne 0.0516(9) 根据文献[3]试验结果,使其与(8)式相匹配,为了便于计算,按(10)式模式回归分析,可得钢纤维混凝土弯拉疲劳方程(10),其相关系数R 为0.963。
n 10=f f tm /f tm =Ne -0.0516/(1-0.18λf )(10) 由此可得,钢纤维混凝土疲劳应力系数k ff 表达式(11)为k ff =(1-0.18λf )Ne 0.0516(11) 图5是按文献[8]和文献[5]规定的公路水泥混凝土弯拉疲劳方程(2)和(8)与按文献[1]钢纤维混凝土弯拉疲劳方程(4)和与文献[5]相匹配新提出的钢纤维混凝土弯拉疲劳方程(10)的n -logNe 关系图。
由图5表明,按文献[8]和文献[5]规定的公路水泥混凝土弯拉疲劳方程(2)和(8)式基本是一致的,按文献[1]和与文献[5]相匹配新提出的钢纤维混凝土弯拉疲劳方程(4)和(10)式也基本一致。
图5 公路钢纤维混凝土与水泥混凝土弯拉疲劳方程图Fig .5 Fatigue equati on of highway SFRC and PC 图6 铣削型钢纤维混凝土弯拉疲劳方程图Fig .6 Fatigue equation of milling SFRC3 关于铣削型钢纤维混凝土的弯拉疲劳方程 上述各弯拉疲劳方程的建立是以剪切型钢纤维试验为主,未包括铣削型钢纤维。
为了推进铣削型钢纤维的应用,现根据文献[9]试验资料,按单对数方程分析比较,其结果如图6所示。
图中(12)为与铣削型钢纤维混凝土同时试验的基体混凝土试验弯拉疲劳方程,(13)为铣削型钢纤维混凝土试验弯拉疲劳方程,(3)为本文以剪切型钢纤维为主,回归所得的钢纤维混凝土试验弯拉疲劳方程。
—679—2002年12月 机场与公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程分析n 12=1.050-0.070logNe(12)n 13=1.072-0.061logNe (13) 由图6可知,铣削型钢纤维混凝土比基体混凝土弯拉疲劳强度有较大的提高。
铣削型钢纤维混凝土试验弯拉疲劳方程(13)式与前述钢纤维混凝土试验弯拉疲劳方程(3)式基本一致,因此,前述有关机场、公路钢纤维混凝土弯拉疲劳方程可应用于铣削型钢纤维混凝土。