增强RC梁的疲劳累积损伤模型
FRP布加固RC吊车梁的疲劳累积损伤模型word精品文档6页
FRP布加固RC吊车梁的疲劳累积损伤模型Abstract: The cumulative damage of the reinforced concrete (RC) crane girder occurred by overload, fatigue and other reasons in service may deteriorate the safety of the RC crane girders seriously. In this paper, in order to study the process of mechanical performance degradation of the RC crane girder is strengthened by CFRP strips under fatigue load, based on continuum damage mechanics concepts, a damaging variable is defined by residual flexural rigidity, and establishing fatigue progressive damage model which describes the process of damage and fracture. The law of progressive damaging of the RC crane girder strengthened with CFRP strips is studied under cyclic loading. The formula of the value of critical damage and the criterion of concrete progressive damage are obtained at fatigue failure. Finally, the numerical analysis is adopted to analyze the process of the evolution of the fatigue damage of the RC crane girder strengthened with CFRP strips. The results show that the fatigue damaging variable is measured by residual flexural rigidity of RC crane girder strengthened with FRP strips which takes on explicit physics meaning and the proposed model can correctly describe the damage and failure processes of strengthened RC crane girders, including the concrete cracking, debonding between CFRP strips and concrete, yield of steel bar and so on. Fatigue cumulativedamage model can provide reference for the analysis of finite element.Keywords: cumulative damage model, CFRP strips, residual flexural rigidity, RC crane girders1. 前言在近年的工业厂房使用情况调查与可靠性鉴定中发现，混凝土吊车梁存在严重的疲劳损伤现象，特别是重级、特重级工作制的吊车梁。
CFL增强RC梁挠度分析
中图法分类号 ０４ ． ； ３６２
文献标志码 Ａ
Ｓｎ ｅｃｒｏ ｂｒ ａ ｉａｅ Ｃ Ｌ ａｅｔｅａｖ ｎ － ｉｃ ａｂｎｆ ｅ ｍ ｎ ｔ ｉ ｌ ｓ（ Ｆ ）ｈ ｖ ｄ ａ ｔ ｈ ａ
ｇ ｓ ｏ ｉ ｈ ｓｒ ｎ ｔ ｔ — ｉ ｈ ａ ｉ ｎ ｉｈ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｅ ｆｈ ｇ ｔｅ ｇｈ—ｏ ｗｅｇ ｔｒ ｔ ａ ｄ ｈ ｇ ｏ ｒ ｓｏ ｏ ｒ ｓｓａ ｃ ｅ ｉｔ ｎ ｅ，ｔ ｅ ｗａ ｆｂ ｎ ｉ ｇ ＣＦＬ ｔ ｈ ｅ ｓｏ ｓｄ ｈ ｙｏ ｏ ｄｎ ｏ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉｎ—ｉ ｅ
变形规律。结合一系列疲劳试验 ， 出了挠度 的发展规 律 ， 出界 面疲 劳裂 缝扩展 寿命 的预 测方法。分 析结果表 明： 给 提 构件 挠
度扩展 主要分 为三个 阶段： 快速增加 、 稳定扩展 、 失稳扩展 ， 中第 二阶段是 构件 疲劳寿命 的 主要 阶段 ， 其 在此 阶段 挠度缓慢增 加， 增加量 与加载次数成线性关 系。采用理论 与实验相结合 的方法给 出 了疲 劳荷载 下挠度 的计算公式 和疲 劳寿命 的预测公 式， 以较好地符合试 验结果。 可 关键词 碳纤维薄板 钢筋混凝土梁 加固 挠度 疲 劳寿命
ｆｔ ｕ ｅ ｔ ｈｓ ｓｕｄ ｎｖ ｓｉ ａｅ ｈｅ ａ ｅ ｔｏ ｔ ｅ ａ ｉ ｅ ｔ ｓｓ，ｔ ｉ ｔ ｙ ｉ ｅ ｔｇ ｔ ｓｔ ｆ ｃ ｆｆ ｉ ｇ ａｇ ｕ ｌ ａ ｉｇ ｏ ｆｅ ｔ ｎ ｏ ｂ ａ ｓｒｎ ｔ ｅ ｅ ｔ ｏ ｄｎ ｎ ｄｅ ｃ ｉ ｆ ＲＣ ｅ ｍｓ ｔｅ ｇ ｈ ｎ ｄ ｗｉ ｌ ｏ ｈ
Ｍｉ—ｐ ｎｄｆ ｃ ｏ ｄｆ ｃ ｏ ｒ ｈｒ）ｉ ａｋｙ ｄｓａ ｅ ｅｔ ｎ（ ｅ ｅｔ ｎｆ ｏ ｓ ｅ ｌ ｉ ｌ ｉ ｏｓ ｔ
常用的疲劳损失模型
常用的疲劳损失模型
疲劳损失模型是一种用来估计材料在长期循环负载作用下的损
失的模型。
在工程设计中，疲劳损失模型是非常重要的，因为很多材料在使用过程中会受到长期的循环负载作用，如果不对疲劳损失进行合理的估算和预测，就会对材料的寿命和使用安全性产生严重的影响。
常用的疲劳损失模型有多种，其中比较常见的有极限应力法、极限应变法、能量法、裂纹扩展法等。
下面简单介绍一下这几种常用的疲劳损失模型：
极限应力法：该方法是基于材料在循环负载作用下的应力应变曲线，通过对应力应变曲线进行拟合，得到材料的极限应力。
然后根据材料的极限应力和实际应力的比较，来估算材料的疲劳寿命。
极限应变法：该方法是基于材料在循环负载下的应力应变曲线，通过对应力应变曲线进行拟合，得到材料的极限应变。
然后根据材料的极限应变和实际应变的比较，来估算材料的疲劳寿命。
能量法：能量法是一种基于材料在循环负载下的应力应变曲线和能量积累的理论，通过计算材料的应变能量和断裂能量，来估算材料的疲劳寿命。
裂纹扩展法：该方法是基于裂纹扩展理论，通过对裂纹扩展速率和裂纹长度的监测，来估算材料的疲劳寿命。
以上是常用的疲劳损失模型的简单介绍。
在实际工程设计中，应根据具体情况选择不同的疲劳损失模型，并结合实际测试数据进行合理的估算和预测，以保证材料的寿命和使用安全性。
温度升高后碳纤维片材增强RC梁的疲劳性能
Ｖ ｏ ．９ Ｎ ｏ １ ．４ Ａｕ ｇ．２ ８ ００
文 章 编 号 ：１ ０ —４ ３ ２ ０ ） ４０ ５ — ６ ０ ９３ ４ （０ ８ ０ —３ １０
Ｆａ ｉ ｅ ｂｅ ａ ｏｒ ｆｃ ｂｏ ｉ ａｍ ｉ ａ ｅ ｔｅｒ ｔ ｅｎ ｔｇｕ ｈ ｖｉ ｓ ｏ ａｒ ｎ ｆｂｅｒｌ ｎ ｔ ｓ ｓ ｒ ｇ ｈ ｅｄ
ｓｏ 。ｏ ｒ ｅ ｅ ｔ ｗ ｙ ｌ ｓ 引． Ｓｏ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ｉ ｎＥ ｒ ｆ ｅ ｚ — ｈａ ｃ ｃ ｅ ￣ ｍ ｘ ｒｍ ｎ— ｔ １ｒ ｓ ａ ｃ ｓ ｃ ｎｄｕ ｔ ｄ ｏｎ ｔ ａ ｉ ｅ ｂｅ ａ ｏ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｗａ ｏ ｃ ｅ ｈｅ ｆ ｔｇｕ ｈ ｖｉｒ ｏ ｔ ｅ ｔ ｎｅ ｅ ｍｓ 。 ｆ ｓ ｒ ｎｇ ｈｅ ｄ ｂ ａ ［～¨］ ｎｄ ｔ ｉ ｅ ｐｏ ｅ ｔ ．ａ ｈｅｒ ｒ ｓ ｎｓ ｏ ａ ｃ ｍ ｂ ｎａ ｉ ｆ ｆ ｔｇ ｏ ｄｉ ｇ ａ ｄ ｌ ｗ ｅ ｐ ｒ — ｏ ｉ ｔｏｎ ｏ ａ ｉ ｕｅ ｌ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｍ ｅ ａ
周 芝 林 ， 黄 培 彦 ， 邓 军
（ 南 理 工大 学 交 通 学 院 ， 东 广 州 ５０ ４ ） 华 广 １ ６ １
摘 要 ：为 了研 究 Ｃ Ｌ 增 强 ＲＣ梁 在不 同温度 下 的疲 劳性 能 ， Ｆ 分别 在 ２ Ｃ、 Ｏ。 Ｏ。 ５ Ｃ和 ８ Ｃ的 温度 条件 下对 Ｏ。 Ｃ Ｌ增 强 Ｒ 梁进 行 了 ３点 弯 曲静载 和疲 劳试验 。 Ｆ Ｃ 试验 结 果表 明 ： 当加 固梁 的疲 劳载荷 水平 为其 静 载屈服 强 度 的 ８ ， 限 强度 的 ６ 时 ， 固梁的破 坏模 式 、 劳寿 命 、 ３ 极 １ 加 疲 载荷一 挠度 曲线和 应 变反 应 等 受温 度 的影 响
纤维增强复合材料的疲劳损伤模型及分析方法
纤维增强复合材料的疲劳损伤模型及分析方法纤维增强复合材料具有比强度高、比刚度高等优良材料性能,广泛应用于航空、航天等领域。
静载荷作用下复合材料的强度、刚度研究已取得了很大成果,随之而来被静强度所覆盖的复合材料疲劳成为关注的重点。
复合材料的疲劳损伤机理比金属材料更加复杂,针对不同材料、不同组分,复合材料的疲劳特性及失效模式不尽相同。
纤维增强复合材料是由纤维、基体以及界面所组成的各向异性材料,在疲劳交变载荷作用下其结构内部会产生基体微裂纹、基纤界面脱粘、分层和纤维断裂等四种基本破坏模式以及由于不同损伤相互耦合作用而形成的诸多综合破坏形式。
因此,研究疲劳交变载荷作用下复合材料内部的损伤演化机理,对复合材料的疲劳寿命进行预测具有重要的理论和工程意义。
本文从连续损伤力学理论出发,研究不同加载方式作用下纤维增强复合材料的疲劳损伤机理,预测复合材料层合板的疲劳寿命。
具体研究工作如下:1.以连续损伤力学理论和Ladevèze理论方法为基础,研究纤维增强复合材料单向层合板内部疲劳损伤演化机理。
将纤维增强复合材料偏轴单向层合板的疲劳损伤分为面内轴向、横向和剪切三种损伤模式,建立含损伤复合材料单向层合板本构方程,揭示疲劳载荷作用下面内横向和剪切损伤的耦合机理。
根据热力学原理,利用Gibbs自由能函数得到多轴疲劳载荷作用下损伤驱动力的一般表达形式,进而得到纯横向拉伸和纯剪切疲劳交变载荷作用下的损伤驱动力。
以不可逆热动力学理论为基础,建立考虑面内轴向、横向和剪切耦合作用的三种损伤演化方程。
分别利用玻璃纤维增强复合材料0o、90o和45o偏轴单向层合板疲劳试验拟合面内轴向、横向和剪切损伤演化方程参数。
提出考虑面内轴向、横向和剪切损伤模式的疲劳失效判据,建立纤维增强复合材料单向层合板疲劳损伤模型,分析其内部疲劳损伤失效机理,利用数值解法预测纤维增强复合材料偏轴单向层合板的疲劳寿命并与试验结果比较,验证模型的正确性。
RC框架结构基于构件损伤指标的加权组合模型
作者： 万正东[1];唐峦[2];刘树江[2]
作者机构： [1]广东天联电力设计有限公司;[2]广东省电力设计研究院有限公司,广东广州510670
出版物刊名： 科技资讯
页码： 215-216页
年卷期： 2016年 第35期
主题词： 加权组合;整体损伤指标;局部损伤指标
摘要：该文介绍了加权组合法在地震整体损伤模型中的应用,即在局部损伤研究的基础上将各个结构构件的损伤指标按一定方式加权组合从而得到整体地震损伤指标的方法。
根据常见的几种加权组合方法,选取钢筋混凝土框架结构在ElCentro地震运动下进行时程分析,从而计算得到结构的整体损伤指标,并对计算结果进行总结与展望。
CFL增强RC梁抗弯刚度的衰减规律
牌普通硅酸盐水泥， 碎石最大粒径为 ２ ｍ 连续级 ０ ｍ， 配， 砂级别为中砂， 细度模数为２７ ． ．４混凝土的配合比 （ 质量 比） 为水 泥 ： ： ： 水 砂 碎石 ＝１ ０５ ２０ ：．６ ：． ：．６ ３６ ． 其抗压强度为 ５ ． Ｐ ， ５ ３ ａ抗拉强度为 ４ ６ Ｐ ， Ｍ ． ３ ａ 弹 Ｍ 性模量为 ３ ． Ｐ ； ５ ２ ａ 主筋采 用 １ Ⅱ级 螺纹钢 ， Ｇ ０ 配 筋率为 ０ ９ １ ， ． ８ ％ 屈服强度为 ３７ Ｐ ， ０ ａ弹性模量为 Ｍ ２０ Ｐ ； 用 进 口碳 纤 维 原 丝 Ｔ ０ —ｋ制 备 成 １Ｇａ采 ３ ０３ Ｔ２ Ａ ５型碳纤维薄板 ， 名义 厚度 为 ０４ ｍ（ ．５ ｍ 计算厚 度为 ０２ ｍ ， ．３ ） 抗拉强度为 ２ ０ Ｐ 、 ｍ ０ ａ 弹性模量为 １ Ｍ
衰减 阶段和 构件 失稳后的快速 减 小阶段 ；２ 增 强 梁正则 化抗 弯刚度和循 环 次数在 稳 定 衰 （）
减阶段有较好的线性关系；３ 线性刚度比介于 ０５ ０７ 之 间， （） ．５— ．９ 平均值为 ０６ ；４ 破坏 ．７ （ ）
刚度 比介 于 ０ ５ ０７ ．３～ ．３之 问 ， 平均值 为 ０６ ；５ 增 强梁疲 劳破坏 时损伤 变量约为 ０３ ． ．３ （ ） ．７
１ ｒ ０２ ｍｌ粘贴于 Ｒ ０ ａ ｘ ．３ ｉ ０ｍ ｌ ， Ｃ梁的底面， １ 如图 所示．
１ 疲 劳试 验
１１ 试验材料 ．
试验用水泥 为广 州嘉华 水 泥厂生 产 的 ５５ 红 棉 ２＃
收稿 日期 ： ０ ７０ ．０ ２０ —９ １ ￥ 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目（０ ７０ ７ １６ ２ ６ ） １２ ２４ ，０ ７０ ０
图 １ Ｃ Ｌ增 强 Ｒ Ｆ Ｃ梁
基于耗能历程等效的rc框架地震损伤评价
基于耗能历程等效的rc框架地震损伤评价
近年来，基于耗能历程的RC框架地震损伤评价技术受到越来越多的关注，这是一种
以空间能量要素为基础的数据化调查方法。
其主要思想是通过研究加速度-位移历程以及
损伤指数变化来评估构件的受力能力。
基于耗能历程的RC框架地震损伤评价分为三个步骤：第一步是首先分析构件的动力
响应。
它包括提取构件地震动力响应，建立构件能量变化历程，以及分析构件在给定地震
条件下的能量消耗。
第二步是定量评估构件的损伤指标。
通过计算构件的完整因子，计
算构件耗能比，以及测量构件正应力降低，然后捕捉构件损伤指数和应力分布的变化，以
求得构件损伤的准确量化值。
第三步是提出完整的损伤评价结果。
利用计算结果，综合考
虑构件的损伤指示、应力和变形，以及地震烈度和构件的机构组合，综合评价构件的地震
抗震能力及其工学有效性。
基于耗能历程的RC框架地震损伤评价技术由数据采集、分析、损伤诊断和结果汇总
四个部分组成，能够在大面积、高精度地检测框架钢筋混凝土构件的地震损伤程度。
精确
获取能量变化趋势，捕捉损伤指标的变化规律，有效增强了构件抗震性能的精确度，能够
更准确的按照构件的抗震性能排序，方便结构安全评估。
基于耗能历程的RC框架地震损伤评价技术具有计算量小、精度高、结果明显等优点，可以更有效提高抗震性能评估的准确度，为工程施工和设计提供准确有效的指导。
预应力frp加固rc梁的界面疲劳裂纹扩展规律
预应力frp加固rc梁的界面疲劳裂纹扩展规律预应力碳纤维增强混凝土（Pre-stressed Carbon Fiber-Reinforced Concrete, PCFRC）材料具有抗裂性能优良、工程应用更加方便、对环境无危害和低耗材等特性，在钢筋混凝土（Reinforced Steel Concrete, RC）结构的现有加固修复中具有一定的优越性，其中界面处理也是在PCFRC加固RC梁应用中的一个关键因素，以确保加固RC梁的结构性能的持久性及PCFRC加固RC梁的效果。
目前，关于PCFRC加固RC梁的界面疲劳裂纹扩展规律的研究主要集中在直接绑束方法（Direct Bonding Method）、化学锚固方法（Chemical-anchoring）和增强膜（Reinraged-Membrane）三种处理方法，而随着研究进展，其他处理方式也正在培育和探讨中。
以直接绑束方法而言，通常使用工业水泥（Industrial Cement）将PCFRC预应力混凝土粘牢到RC梁表面；但由于RC梁表面处理不当，往往存在砂浆（Mortar）缺陷及偏差等问题，在界面处理过程中容易产生裂纹（Crack），并影响界面结合效果，从而引发界面疲劳裂纹（Interface Fatigued Crack）扩展。
因此，直接绑束方法需要对表面处理进行严格控制，以做到紧实无裂缝，才能有效避免界面疲劳裂纹扩展；同时，要采取合理的预应力释放及施工技术调整措施，加快PCFRC预应力混凝土的凝结速率，使得界面处理更加凝固，同时预防界面疲劳裂纹扩展现象的发生。
而对于另外两种处理方法，化学锚固方法和增强膜，它们的重要性体现在改善界面质量上，即充分控制界面处缝的形状、加宽界面锚固距离等，可有效减少界面处缝过大带来的界面疲劳裂纹扩展，从而提高界面结合效果。
同时，要通过取代应力（Replacement Stress）或在界面表面预设预应力较高的介质层（Features Closely-spaced material Layer）等方式，消除裂纹的扩展概率，使界面处理更加紧密。
累计损失理论
累计损失理论疲劳累积损伤理论研究综述 0 引言疲劳累积损伤理论是疲劳研究的关键问题之一。
对等幅载荷，用材料的S-N曲线可以估算出不同应力水平下至破坏的循环数。
但大多数实际的工程结构或机械的失效是由一系列变幅循环载荷产生的疲劳累积损伤造成的，无法用S-N曲线[2]直接计算寿命，此时就需要借助疲劳累积损伤理论。
疲劳累积损伤理论已经有数十年的发展，众多学者提出了很多模型，大致可以分为确定性的模型和基于可靠性设计发展起来的概率性模型。
确定性模型又可[3]分为线性损伤累积理论和非线性累积损伤理论。
有些学者根据各个理论的原理和特点，又将非线性累积损伤理论分为五类:基于损伤曲线法的非线性累积损伤理论;基于材料物理性能退化概念的非线性累积损伤理论;基于连续损伤力学概念的非线性累积损伤理论;考虑载荷间相互作用效应的非线性累积损伤理论;基于能量法的非线性累积损伤理论。
虽然模型众多，但Miner理论由于其简单实用性，仍然是最具工程应用价值的模型。
寻找一种既简单又符合实际疲劳累积发展规律的模型是当前疲劳研究的重要课题。
1 疲劳累积损伤理论任何一个疲劳累积损伤理论必定以疲劳损伤D的定义为基石，以疲劳损伤的演化为基础。
一个合理的疲劳累积损伤理论，其疲劳损伤D应该有比dDdN/ 较明确的物理意义，有与试验数据比较一致的疲劳损伤演化规律，以及使用比较[5]简单。
[3]构造一个疲劳累积损伤理论，不论它有效与否，必须定量地回答三个问题:1. 一个载荷循环对材料或结构造成多大损伤;2. 多个载荷循环时损伤是如何累加的;3. 失效时临界损伤有多大。
不同的疲劳累积损伤理论对上述三个问题有不同的回答。
下面对现在常用的一些疲劳累积损伤理论进行分类叙述。
1.1 线性疲劳累积损伤理论线性累积损伤理论是指在循环载荷作用下，疲劳损伤与载荷循环数的关系是线性的，而且疲劳损伤可以线性累加，各个应力之间相互独立和互不相关，当累加的损伤达到某一数值时，试件或构件就发生疲劳破坏。
预测碳纤维薄板增强RC梁抗弯疲劳寿命的AFN法
维普资讯
第 ４卷
报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬＯＦ ＲＡ Ｉ ＩＷＡＹ ＳＣＩ ＣＥ ＡＮ ＥＮ ＮＥＥ ＮＧ ＥＮ Ｄ ＧＩ ＲＩ
Ｖ １ Ｎｏ． ｏ． ４ ６ Ｄ ｃ ０ ｒ ｅ ．２ ０７
等 因素的影响 ， 固效果具有明显的非线性 ， 固后疲 劳寿命 难 以显式表 达。本 文采 用 Ａ Ｎ法预 测加 固梁的疲 劳寿命 ： 加 加 Ｆ 用 层次分析＂ Ａ ａ ｔ ｉａ ｈ ｒ ｅｓ对影响疲劳寿命的主要 因素进 行分析 ； ： ｎｌｉ ｈｅ ｒ ｙｐｏ ｓ） ＆（ ｙ ｃ ｒ ｃ ｃ 用模 糊聚 类法（ ｕｚ ｃ ｓ ｒ ｇ 确定训 练样本 ； Ｆ ｚ ｌ ｔ ｉ ） ｙ ｕｅｎ
ｆｔ ｅｌ ｅｗ ｒ ｎ ｙｅ ｙａ ａｙｉ ｈｅａｃ ｙｐｏ ｅｓ ＡＨ ａｉ ｉ ｅｅａ ａ ｚｄｂ ｌ ｔ ｉｒｒｈ ｒｃ ｓ （ Ｐ）ａ ｄｔｅｔ ｉｉｇｓ ｐｅＷ ｅｅ ｔｄｂ ｕｚ ｌｓｅ ｎ ｕ ｇ ｆ ｌ ｎ ｃ ｎ ｈ ｒ ｎｎ ａ ｌ ａ ｓｌｃｅ ｙｆｚｙｃｕｔｒ ｇ ａ ｍ ｓ ｉ
ｔ ｅｓｒｎ ｔ ｅ ｉｇ ｅｆｃ ａ ｉｈ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｙ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｐ ｅ ｉｔｔｅ ｆｔ ｅ ｌｅ ｏ ｅ ｓ ｅ ｇｈ ｎ ｄ ｂ ａ ，ｔｅ Ａ Ｎ ｈ ｔ ｇｈ ｎｎ ｆ ｔ ｓｈ ｇ ｏ ｌ ａ ｔ ．ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｒｄ ｃ ｈ ａｉ ｉ ｆｔ ｔ ｎ ｔｅ ｅ ｍｓ ｈ Ｆ ｅ ｅ ｈ ｎ ｉ ｕ ｇ ｆ ｈ ｒ ｅ
CFL增强RC梁正截面抗弯疲劳设计
ｆｅ ｒ ｌｆ ｔｇｕ ｅ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ ＣＦＩ ｔ ｅ ｇｔ ｎ ｄ ｂ ａ ｄ ｒ ｃ ｃ ｉ ｏ ｄ ｗａ ｏｐ ｓ ｄ．Ｔｈｉ ｔ ｏ ｌ ｘｕ ａ ａ ｉ ｅ ｄ ｓｇｎ ｍｅ ｈｏ ｏ ｓ ｒ ｎ ｈｅ ｅ ｅ ｍｓ ｕｎ ｅ ｙ ｌ ｌ ａ ｓ ｐｒ ｏ ｅ ｃ ｓ ｍｅ ｈ ｄ
状 态设计方 法 ， 没有 考虑疲 劳荷 载作 用对结构性 能 的影 响 ， 结构 的使 用 中偏 于不安全 。通过对 等幅循 环荷 在
验 ， 到 Ｃ Ｌ 增 强 梁 的 刚 度 、 度 、 凝 土 裂 纹 扩 展 以及 Ｃ Ｉ） 得 Ｆ 挠 混 Ｃ Ｉ与 混 凝 土 的 界 面 的 疲 劳 损 伤 演 化 规 律 ， 示 了在 等 幅 循 环 荷 载 下 增 强 梁 的 疲 劳 破 坏 机 理 ； 过 对 Ｃ Ｉ Ｆ 揭 通 Ｆ
解放 军理工大学学报（ 自然科学版） 第 ｌ卷 第 ６ ｌ 期 ２１ ００年 １ ２月 Ｖ １ ｌ ｏ ６ ｅ． １ ｏ． Ｎ ． Ｄ ｃ ０ ０ １ ２
Ｊ ｕ ｌ ｆ Ｌ ｉｅｓ ｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ（ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｉｏ ） ｏ ｍａ Ａ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｉｎ ｅ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａ ａ ｉｎ ｅ ｔ ｎ ｏＰ ｔ Ｓ ａ ｕ Ｓ Ｅｄ ｉ
ｃ ｐａ ｉｙ，ｗｈｉｈ ｉ ｉ ｓ ｃ ｒ ｉ ｕ ｅ Ａｎ ｘｐ ｒｍ ｅ ａ ｔ ｄ ｓ ｏｎ ｆ ｔｇｕ ｂｅ ｖ ｏ ａ ｃｔ ｃ ｓ ｎ ｅ ｕ ｅ ｎ ｓ ． ｅ ｅ ｉ ｎｔ ｌ ｓ ｕ ｙ ｗａ ｄ ｅ ｏｎ ａ ｉ ｅ ｈａ ｉ ｒ ｏｆ ＲＣ ｅ ｍｓ ｂａ ｓ ｒ ｎ ｈｅ ｅ ｔ ａ ｂ ｎ ｆｂｅ ａ ｎａ ｅ （ ｔｅ ｇｔ ｎ ｄ ｗｉｈ ｃ ｒ ｏ ｉ ｒ ｌ ｍｉ ｔ ＣＦＩ ） ｕ ｄｅ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｐ ｉ ｎ ｎｇ ｔ ｓ ｓ Ｔｈ ｅ ｒ ｄ ｔｏｎ ｏｆ ｎ ｒ ｔ ｈ ｅ — ｏ ｎｔｂｅ ｄｉ ｅ ｔ ． ｅｄ ｇａ ａｉ
RC框剪结构强震作用下的耗能分布模式与损伤机制
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉｓ．０ １ ０ ０ ．０ ２ ０ ． ２ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ １ ０ — ５ ５ ２ １ ．５ ０ ５ ｎ
Ｒ 框 剪 结 构 强 震 作 用 下 的 耗 能 分 布 模 式 与 损 伤 机 制 Ｃ
缪 志 伟 叶列平 裘赵 云 李 爱群
（ 东 南 大 学 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土结 构 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 京 ２０ ９ ） ’ 南 １０ ６
典型耗能分布模式和损伤机制， 并对影响结构损伤机制的 因素进行 了讨论． 结果表 明， Ｃ框 剪 Ｒ
结 构在 罕遇地 震 作用 下可 能会形 成 “ 强墙肢 弱连梁 ” 强连 梁 弱墙 肢 ” 和“ 的典 型损 伤机 制 ． 者 可 前 使 结构获 得 稳定 可控 的耗 能分布 模 式 ， 者则 会 导致结 构形 成位 置不 确定 的局部 耗 能集 中层． 后 连
ｍ ｅｈｏ ｄ ｒ ａ ｓ ｒａ ｆｓ ｔ ｄ ｕｎ ｅ ｅ ｌｏ ￣ｏｎ ａ ｔ ｑ ｋｅ ｒ ｃ ｒ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｌ ｓｓｒ ｓ ｌｓ，ｔ ｅ ｔ ｐ ｃ ｌｄ ｓｒ— ｉ ｇ ｅ ｒｈ ｕａ ｅ ｏ ｄ ． ｓ ｄ ｏ ｈ ｎａｙ ｉ ｅ ｕ ｔ ｈ ｙ ｉ ａ ｉｔｉ
Ａｂ ｔａ ｔ ｅ ｅａ ｎ ｍｅ ｃ ｌｍｏ ｅｓｏ ｅｎ ｏｃ ｄ ｃ ｎ ｒｔ （ ｓｒ ｃ ：Ｓ ｖ ｒｌ ｕ ｒ ａ ｄ ｌ ｆｒ ｉｆ ｒｅ ｏ ｃｅｅ ＲＣ）ｆａ —ｈ ａ— ｌ ｓ ｕ ｔｒｓ ｗｉ ｉ ｒｍｅｓ ｅ ｒＷａ１ ｔ ｃｕｅ ｍ ｒ
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FRP加固RC梁界面疲劳损伤红外检测分析
第25卷第4期2010年8月实验力学JO U RN A L OF EX PERIM EN T A L M ECH A N ICSVo l.25No.4A ug.2010文章编号:1001-4888(2010)04-0373-06FRP加固RC梁界面疲劳损伤红外检测分析*邓江东1,黄培彦2,宗周红3(1.福州大学土木工程学院,福州350108;2.华南理工大学土木与交通学院,广州510640;3.东南大学土木工程学院,南京210096)摘要:FRP-混凝土界面剥离损伤的探测是界面力学分析的一个难点。
基于三个标准试件探讨了红外检测方法对FRP-混凝土界面剥离探测的精度、可行性以及剥离判断的标准,并对常幅疲劳荷载下FRP加固钢筋混凝土(RC)梁界面的疲劳行为进行了跟踪记录,分析了界面的疲劳破坏过程。
试验结果表明,FRP加固RC梁界面存在初始的未粘结区,在疲劳加载的初期界面剥离快速增加,随后在大部分疲劳寿命期内保持稳定,在最后数千次加载循环内界面损伤失稳发展导致整个加固构件的破坏。
文中基于红外数据给出了每个阶段的疲劳加载次数和界面剥离损伤的面积。
关键词:FRP;混凝土;加固;界面破坏;红外检测中图分类号:O346.2文献标识码:A0引言由于FRP(纤维布、纤维板等)具有高强质轻等优点,粘贴FRP加固钢筋混凝土(RC)结构的方法已在土木工程领域得到了广泛的应用,国内外许多研究人员对FRP加固混凝土结构的性能进行了探讨[1-3],以往的研究多针对加固构件的整体力学性能,而FRP-混凝土之间粘结界面的性能往往决定了加固的成败和实际的使用效果,目前在界面剥离探测上有一定的难度,有关FRP-混凝土界面剥离行为的研究也比较少,界面疲劳损伤的形成机理、演化过程都非常复杂,因此有必要作进一步的探讨。
本文分析了红外探测技术在FRP-混凝土检测中的可行性,并结合常幅疲劳试验,探讨了抗弯加固RC梁中FRP与混凝土界面的疲劳破坏过程,对界面疲劳损伤扩展规律进行了定量分析研究。
CFRP加固RC梁的抗疲劳与防腐蚀效用
中国分类号 ：Ｔ ３５ １ Ｕ ７ ．
文献标 识码８ ０ ３— ９ ９ ２０ ）
腐蚀 对桥 梁 、 洋 工程 或 沿 海 岸 结构 的耐 久性 海
四组 ： 一组 为一 根未腐 蚀未 加 固标准 梁 ； 二组 为 第 第 未加固 的腐蚀 梁 ， 个 梁 腐 蚀 程度 不 同 （ ， ， 三 轻 中
ＣＲ Ｆ Ｐ加 固 Ｒ Ｃ梁 的抗 疲 劳与 防腐 蚀 效 用
２０ ０ ８年 １ １月
ＣＲ 加固Ｒ ＦＰ Ｃ梁 的 抗 疲 劳 与 防 腐 蚀 效 用
邓 宗 才
（ 北京工业大学建筑工程学 院，北京 １￣２ ） ０ ２
摘 要 ： 总结 分 析 了腐 蚀 混 凝 土 梁 用 Ｆ Ｐ片 材 加 固后 的 疲 劳特 性 。 共 １ Ｒ ０根 梁 试 件 ，其 中 １个 梁 未 加 固 未 腐 蚀 作 为 标 准 梁 ；３个 梁进 行 腐 蚀但 未加 固 ；３个腐 蚀 梁 用 Ｇ Ｒ Ｆ Ｐ布 Ｕ型 加 固 ；３个 梁 受拉 区 用 Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ布 进 行 抗 弯加 固 ， 同 时 用 Ｇ Ｒ Ｆ Ｐ布 Ｕ
于 Ｆ Ｐ加 固腐 蚀 钢 筋 混 凝 土 梁 疲 劳性 能 的 报 导很 Ｒ
少 。２０ ０ ５年 ， 者 研 究 了芳 纶 纤 维 布 （ Ｆ Ｐ） 固 作 ＡＲ 加 钢 筋混 凝 土 梁 的疲 劳 性 能 … 。结 果 表 明 ， Ｆ Ｐ加 ＡＲ 固混凝 土梁 ， 使其 寿命 明显 延 长 。本 文详 细 报 道 了
一
次腐 蚀 加 固梁 ， １Ｒ １ －Ｉ和 １ ． Ｉ； 四组 为 再 次腐 蚀 梁 ， ２Ｒ ， １ＲＩ 第 ｌ－ Ｉ
１． Ｉ１－ Ｉ 和 １ Ｒ Ｉ ３ Ｒ ，２ Ｒ Ｉ ３ Ｉ。
蚀率梁的疲劳寿命进行 比较 ， 以研究 Ｆ Ｐ的防腐作 Ｒ
CFL增强RC梁的疲劳累积损伤模型
所用混凝 土为ｃ ｏ ￣ ４ 砂碎石混凝 土 ， ｑ 级配 为ｍ水 ： 泥 ｍ水
述 包括 混凝 土开 裂 、Ｆ Ｃ Ｌ与混凝 土 剥 离、 筋屈服等 破坏 模 式在 内的 Ｃ Ｌ增 强 Ｒ 钢 Ｆ Ｃ梁 的疲
劳损伤 、 坏过程 ． 破
关键词 ： 纤维薄板 （ Ｆ ） 钢筋混凝土（ Ｃ 梁； 碳 ＣＬ ； Ｒ ） 疲劳寿命；累积损伤模型 ； 抗弯刚度 中图分类号 ： ３６ ２ ０ ４ ． 文献标识码 ： Ａ
牛鹏志 黄培 彦 姚 国文 杨 怡 赵 琛
（． １ 华南理工大学 交通学院 ， 广东 广州 ５ １４ ２ 重庆交通大学 土木建筑学院 ， 庆 ４０ ７ ） ０ ６０； ． 重 ００ ４
摘 要： 通过碳纤维薄板 （ Ｆ ） Ｃ Ｌ 增强钢筋混凝土（ Ｃ 梁的三点弯曲疲劳试验 ， Ｒ） 得到 了构 件 疲 劳寿命 曲线及其跨 中挠度 、 弯 刚度 的 演化规 律 ； 抗 采用增 强 梁的剩 余抗 弯刚度 来定 义 损伤 变量 ， 立 了描 述其 损伤 、 裂过程 的 疲 劳 累积损 伤 模 型 ， 对 Ｃ Ｌ增 强 Ｒ 建 断 并 Ｆ Ｃ梁的 疲 劳损伤演化历程进行 了数值分析 结果表 明， 中 出的疲劳累积损伤模型能够准确地描 文 提
梁 抗弯 刚度 的演 化过 程 进 行 分 析 ， 立描 述 增 强构 建
件损伤 、 断裂过程 的疲劳累积损伤模型， 并对增强梁 包括混凝土开裂 、Ｆ Ｃ Ｌ与混凝土剥离、 钢筋屈服等破 坏模 式在 内的损 伤 、 破坏 过程 进行计 算分析 ．
疲劳强度第五章
§5-1 前 言
对于等幅交变应力， 可用材料的 S－N 曲线或 Sa − Sm 曲线以 表示在不同应力水平下到达破坏所需要的循环次数。
§5-1 前 言
同样，对于典型的构件或组合件，也可以通过试验，得出这 样的曲线，以表示其疲劳性能。
§5-1 前 言
应该调强指出， 对于仅在一个应力下循环加载才能直接用
§5-2 线性累积损伤理论及其应用
直到目前，工程上仍被广泛采用的累积损伤理论是首 先由德国人帕尔姆格林（Palmgram）于 1924 年，和美国 人迈纳（Miner）于 1945 年所提出的线性累积损伤理论。
§5-2 线性累积损伤理论及其应用
基本假设：各级交变应力引起的疲劳损伤可以分别计算， 然后再线性叠加起来。 而某级应力水平 Si 造成的疲劳损伤与该应力水平所施加的 循环数 ni 和在同一应力水平下直至发生破坏时所需的循环数 N i 的比值成正比，即与比值 ni / N i 成正比，比值ni / N i 一般称为“循 环比” ，或“损伤比” 。
§5-3 名义应力法
（2）有限寿命设计 有限寿命设计法只保证机器在一定的使用期限内安全使 用，因此，它允许零件的工作应力超过疲劳极限，机器的重量 比无限寿命设计法为轻。
§5-3 名义应力法
区别： （1）无限寿命设计法使用的是 S − N 曲线的右段水平部分；而 有限寿命设计法使用的是 S − N 曲线的左段斜线部分。 （2）无限寿命设计的设计应力低于疲劳极限，因此，比设计 应力低的低应力， 对零件的疲劳强度和寿命无影响， 设计计算 时不管实际的工作应力如何变化， 只需按照最高应力进行强度 校核即可。 如果在最高应力下不会发生疲劳破坏， 再加以比最 高应力为低的其它应力也不会发生问题。 而有限寿命设计的设 计应力一般都高于疲劳极限， 这时就不能只考虑最高应力， 而 需要按照一定的累积损伤理论估算总的疲劳损伤。
多级等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳累积损伤研究的开题报告
多级等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳累积损伤研究的开题报告一、研究背景随着桥梁、高层建筑和大型设备的不断发展，建筑材料对疲劳性能的要求越来越高。
疲劳裂纹在建筑材料中的发生和扩展不仅是造成结构失效的主要原因之一，而且还会对结构的安全性、可靠性和经济性产生影响。
因此，疲劳损伤的研究对于保障结构的稳定性和安全性具有重要意义。
近年来，高分子复合材料作为新型建筑材料被广泛应用。
其中，高性能纤维增强水泥基复合材料（RPC）具有优异的力学性能和耐久性能，因此在桥梁、建筑和地下结构等领域得到了广泛应用。
然而，RPC材料在长期使用中仍面临多级等幅疲劳荷载的作用，疲劳损伤问题仍受到关注。
二、研究内容本文将重点研究多级等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳累积损伤问题，包括以下研究内容：1. 多级等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳断裂性能研究：通过对不同级别等幅疲劳荷载作用下RPC试件的疲劳断裂性能进行实验研究，探究多级等幅疲劳荷载对RPC疲劳性能的影响。
2. 多级等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳损伤机理研究：通过断口形貌观察和微观组织分析，探究不同级别等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳损伤机理，确定RPC材料发生疲劳损伤的机制。
3. 多级等幅疲劳荷载下RPC的疲劳寿命预测研究：基于极值统计方法和疲劳寿命模型，预测多级等幅疲劳荷载作用下RPC的疲劳寿命。
三、研究意义本研究对于深入探究RPC材料在多级等幅疲劳荷载作用下的疲劳性能、疲劳损伤机理以及疲劳寿命预测等问题具有一定的理论意义。
同时，本研究对于提高RPC材料的耐久性能，保障结构的稳定性和安全性具有一定的实践意义。
四、研究方法与技术路线1. 实验室材料性能测试：通过拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等方法测试RPC材料的基本力学性能。
2. 等幅疲劳断裂实验：通过设计多级等幅疲劳荷载试验，测试RPC材料的疲劳抗裂纹扩展性能。
3. 断口形貌观察与分析：通过断口形貌观察和扫描电镜等分析手段，研究不同级别等幅疲劳荷载下RPC试件的断裂模式和损伤机理。
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1
CFL 增强 RC 梁的疲劳试验
RC 梁试件 （ 如图 1 （ a） 所示） 尺寸为 185 cm X
10 cm X 20 cm， 计算尺寸为 160 cm X 10 cm X 20 cm， 所用混凝土为C40中砂碎石混凝土， 级配为!水泥 I !水 I
图3 Fig. 3
循环载荷下 CFL 增强 RC 梁的抗弯刚度历程
其 S-N 曲线 损伤随载荷循环次数 n 的增加而提高， 符合线性 S-ln N 关系， 最大应力 "max 可由疲劳寿命 N 来表达. 因此， 可在 Miner-palmgren 损伤理论基础上
Bending rigidity of CFL strengthened RC beam under cyclic loading
式中： 常数 C1 、 C2 根据式 （2） ， 由疲劳试验确定. 在 常幅循环载荷作用下， CFL 增强 RC 梁的抗弯刚度 具有明显的疲劳损伤三阶段发展规律， 所以把增强 梁的疲劳损伤演化过程划分为损伤成核、 损伤稳定 与之对应的分别是开 扩展、 损伤失稳扩展 3 个阶段， 容许疲劳寿命 N " 和极限疲劳寿命 裂疲劳寿命 N ! 、 N. 在不同损伤阶段， 单个载荷循环对 CFL 增强 RC 梁造成的损伤是不同的， 对式 （4） 进行积分， 可得分 段疲劳累积损伤模型为 ・ C1 ! DI = DN! D N" I (N )
件疲劳寿命曲线及其跨中挠度、 抗弯刚度的演化规律； 采用增强梁的剩余抗弯刚度来定义 损伤变量， 建立了描述其损伤、 断裂过程的疲劳累积损伤模型， 并对 CFL 增强 RC 梁的疲 劳损伤演化历程进行了数值分析. 结果表明， 文中提出的疲劳累积损伤模型能够准确地描 述包括混凝土开裂、 CFL 与混凝土剥离、 钢筋屈服等破坏模式在内的 CFL 增强 RC 梁的疲 劳损伤、 破坏过程. 关键词：碳纤维薄板 （ CFL） ；钢筋混凝土 （ RC ） 梁；疲劳寿命；累积损伤模型；抗弯刚度 中图分类号：0346. 2 文献标识码：A
文章编号： 1000-565X （ 2007 ） 02-0023-04
CFL 增强 RC 梁的疲劳累积损伤模型 *
牛鹏志1 黄培彦1 姚国文2 杨 怡1 赵 琛1
（ 1. 华南理工大学 交通学院，广东 广州 501640 ； 2. 重庆交通大学 土木建筑学院，重庆 400074 ）
摘
要：通过碳纤维薄板 （ CFL） 增强钢筋混凝土 （ RC ） 梁的三点弯曲疲劳试验， 得到了构
梁的疲劳累积损伤模型
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将损伤演化率定义为 dD I / dI = C（ 1 I / N）
C2
另一方面， 由于图 4 所示的阶段 III 为失稳扩展 （4） 阶段， 进行寿命分析时， 因为 N III 在增强梁的全疲劳 寿命中所占比例很小 （ 在本文中所示条件下小于 2. 4% ） ， 故可忽略不计， 即以 N II 近似代替 N.
式中： B0 为增强梁的初始抗弯刚度； B n 为 n 次循环 加载时的抗弯刚度. 采用增强梁的剩余抗弯刚度来
图2 Fig. 2 常幅循环载荷下 CFL 增强 RC 梁的跨中挠度历程 Midspan flexibility of CFL strengthened RC beam under constant amplitude cyclic loading
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华 南 理 工 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版）
第 35 卷
m 砂 = m 碎石 = 1. 0= 0. 5= 2. 06= 3. 66 ； 架立筋和箍筋采用 主筋采用 !10 的 II 级光圆钢筋， 配 !8 的 I 级钢筋， 筋率为 0. 981% ， 其弹性模量为 204 Gpa， 屈服强度 为 333 Mpa. 在 RC 梁受弯拉区 L = 158 cm 粘贴 CFL， CFL 是采用日本东丽公司生产的碳纤维丝 T300-3K 编制成 10 cm 宽、 0. 23 mm 厚的预浸带， 固化后 CFL 弹性模量为 230 Gpa， 抗拉强度为 3. 08 Gpa， 其基体 材料为环氧树脂， 与混凝土之间的粘结剂采用神力 铃牌环氧树脂胶. 三点弯曲疲劳试验 （ 如图 1 （ a） 所示） 按常幅循 环载 荷 幅 值 将 试 件 分 为 5 组， 每 组 5 条 试 验 梁. MTS-810 材料试验机加载频率设置为 10HZ， 常幅循 环载荷 （ 如图 1 （ b） 所示） 应力比 R = P min / P max . 由试 验得到载荷与 CFL 增强 RC 梁疲劳寿命的关系曲 线， 通常称之为 S-N 曲线， 其曲线方程可表示为 S = 95 . 42 - 11 . 11 lnN （1） 图 2 为 常 幅 循 环 载 荷 最 大 值 P max = 35 kN 时 CFL 增强 RC 梁的跨中挠度曲线. 图 3 为循环载荷 下增强梁的抗弯刚度历程. 图 2 、 3 中， I、 II、 III 部分 分别与疲劳损伤成核、 稳定扩展、 失稳扩展三个阶段
， I
N!
I - N! C1"・ N" - N! C1#・
"
(
)
C2 "
， N! < I ， N" < I
N" （5） N
CFL 增强 RC 梁的疲劳损伤演 弯刚度的分析表明， 化过程可分为损伤成核、 损伤稳定扩展、 损伤失稳扩 展 3 个阶段； （2） 将构件剩余抗弯刚度定义为 CFL 增强 RC 梁的疲劳损伤变量， 提出了适合工程应用的疲劳累 积损伤演化方程. 采用该方程的数值计算结果表明， 所提出的疲劳损伤演化方程能够很好地描述包括混 CFL 与混凝土剥离、 钢筋屈服等破坏模式 凝土开裂、 在内的 CFL 增强 RC 梁的疲劳损伤、 破坏过程. 参考文献：
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目前对 FRP 增强 RC 构件疲劳性能的研究多集中在 试验方面， 迄今没有建立力学模型对增强构件的疲 劳损伤、 断裂过程进行描述. FRP 片材主要包括纤维布 （ Fiber Sheet ） 、 纤维 板 （ Fiber PIate ） 和纤维薄板 （ Fiber Laminate，FL ） 等 类型， 其中， 纤维薄板是本课题组研究开发出的一种 同时兼具其它两者优点的新型 FRP 片材. 与纤维布 和纤维板相比， 纤维薄板厚度可调节， 不需要粘贴多 层， 柔软性好， 施工周期短， 成本低， 能够灵活应用于 混凝土结构的抗弯、 抗剪、 抗压加固. 对纤维薄板增 强混凝土构件的力学性能、 破坏模式等的研究已经
第 35 卷 第 2 期 2007 年 2 月
华 南 理 工 大 学 学 报（ 自 然 科 学 版 ） Journal of South China University of Technology （ Natural Science Edition）
Vol. 35 No. 2 February 2007
收稿日期： 2005-04-12 （10272047， 10672060） ； *基金项目：国家自然科学基金资助项目 广东省自然科学基金资助项目 （ 020856 ） 作者简介：牛鹏志 （ 1978-） ， 男， 博士生， 主要从事疲劳与 断裂力学和 FRP 片材加固技术研究. E-maiI：Pyhuang @ scut. edu. cn 图1 Fig. 1 CFL 增强 RC 梁的三点弯曲疲劳试验示意图 Sketch map Of three pOint bending fatigue experiment Of RC beams strengthened with CFL
度量构件的疲劳损伤， 物理意义明确， 而且与抗弯刚 度相关的跨中挠度可在疲劳试验过程中连续测量而 不会影响构件性能， 它随构件内部损伤的累积而单 调下降， 因此剩余抗弯刚度是一个理想的宏观无损 检测参数， 能够描述增强梁在服役期间的损伤状态， 并能够进一步描述构件的疲劳寿命. 损伤演化率是循环载荷次数 n、 加载频率 f、 最 对一组常幅疲劳 大应力 " max 以及应力比 R 的函数， f 与 R 通常是确定的， 从而损伤演化率可 试验而言， 表示为 （ n， dD n / dn = B " max ） （3） 由于 CFL 增强 RC 梁抗弯刚度表达的构件疲劳
2
疲劳累积损伤模型
任何疲劳累积损伤模型都包含三个方面的内
容： 一个载荷循环对材料或结构造成的损伤； 多个载
［ 9］ . 目前， 荷循环时损伤的累加； 失效时的临界损伤
针对金属、 混凝土、 FRp 等材料的疲劳损伤理论众
［ 10-11 ］ ， 但 工 程 应 用 中 广 泛 采 用 的 仍 是 Miner多 ［ 12 ］ palmgren 理论 ， 而对 FRp 增强混凝土构件的疲劳
相对应. 第 I 阶段， CFL 还没有充分发挥作用， 混凝 土开裂， 梁跨中挠度迅速增加； 第 II 阶段， CFL 的高 强度优点得到充分发挥， 裂纹稳定扩展， 梁的挠度相 对稳定增加， 增强梁的抗弯刚度退化缓慢； 第 III 阶 段， CFL 与混凝土剥离， 梁的抗弯刚度急剧降低， 跨 中挠度迅速增加， 随之钢筋断裂， 增强混凝土梁完全 破坏.
损伤分析则主要集中在试验研究方面， 迄今仍缺乏 系统的累积损伤模型对 FRp 增强 RC 构件的疲劳损 伤过程进行描述. 常幅循环载荷下 CFL 增强 RC 梁 的损伤行为试验研究发现， 随载荷循环次数的增加， CFL 与混 增强梁的损伤破坏过程经历混凝土开裂、 凝土剥离、 主筋屈服与断裂等阶段， 在构件整体力学 性能上表现为增强梁抗弯刚度的退化， 因此 CFL 增 强 RC 梁损伤状态对其抗弯性能的影响可用增强梁 的抗弯刚度来描述， 定义 n 次循环载荷作用后 CFL 增强 RC 梁的损伤变量为 Dn = B0 - B n B0 （2）
［ 1-4 ］
［ 8］ 固工程中 . 本文中在循环载荷作用下碳纤维薄板