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随着FRP材料(纤维增强塑料)越来越多的用于诸如公路、铁路桥等这类长期承受疲劳荷载作用的梁式RC(钢筋混凝土)结构的加固修复中,对使用FRP加固的RC结构疲劳性能研究也越来越受到国内外相关学者和工程技术人员的关注。对加固后结构的疲劳性能的研究也是对现有的FRP加固RC结构研究内容的有力补充,使现有FRP加固RC结构的研究内容更为完整。本论文结合现有实验从理论上较完整的分析了FRP加固RC梁的疲劳性能。
对于用FRP加固后的RC梁,通过诸多的实验研究表明,其疲劳破坏有三种不同主导模式,其中较成熟的即为以梁内受拉钢筋的疲劳断裂为主导的加固梁疲劳破坏模式,此即本论文研究的重点。本文基于现有的疲劳分析理论,对此种破坏模式下的加固梁疲劳寿命进行了分析预测,给出了加固梁疲劳S-lgN关系曲线的估计方法。与用实验数据回归出的S-lgN关系线相比较发现,本文的理论结果与实验数据符合得很好。本文还对FRP加固RC梁疲劳性能的设计方法给出了相关建议,以供工程应用参考。
对于以钢筋屈服为主导的加固梁疲劳破坏模式,本文运用线弹性断裂力学理论通过数值计算得出了加固梁疲劳破坏过程中弯曲裂缝的扩展规律,以期通过分析其裂缝扩展来加深对此种破坏模式下加固梁疲劳破坏的认识。对于以FRP剥离或混凝土撕裂为主导的加固梁疲劳破坏模式,在加固梁的疲劳实验中发生得较少,但由于其破坏时很突然,工程上应尽量避免发生这种破坏。本文提出了一些可行做法用来避免这种破坏的发生。本文的工作对进一步理解和深入研究这两种模式的加固梁疲劳破坏有一定价值,可供后续研究者参考。