筋体外预应力的梁的疲劳性能研究答辩演示幻灯片PPT学习教案

1、会计学1筋体外预应力的梁的疲劳性能研究答辩筋体外预应力的梁的疲劳性能研究答辩演示幻灯片演示幻灯片第一章第一章 绪绪 论论第1页/共54页体外体外 预应力预应力CFRP 索加固桥梁结构实例索加固桥梁结构实例FRP筋在体外预应力领域的应用筋在体外预应力领域的应用第2页/共54页 体外预应力体外预应力CFRP 筋混凝土桥梁筋混凝土桥梁第3页/共54页 国内外关于体外预应力国内外关于体外预应力FRP筋混凝土梁筋混凝土梁的疲劳试验研究成果的疲劳试验研究成果 1，体外预应力斜交桥，体外预应力斜交桥2，体外预应力连续梁，体外预应力连续梁3，体外预应力梁对比疲劳试验，体外预应力梁对比疲劳试验第4页/共54页1

2、 试验研究试验研究2 理论研究理论研究 材料性能试验材料性能试验结构静力性能试验结构静力性能试验结构疲劳性能试验结构疲劳性能试验结构疲劳累积损伤模拟结构疲劳累积损伤模拟结构疲劳性能评估方法结构疲劳性能评估方法结构设计施工建议结构设计施工建议第5页/共54页第二章第二章 结构疲劳性能评结构疲劳性能评估方法估方法第6页/共54页 1，结构疲劳失效形态，结构疲劳失效形态 2，结构整体疲劳寿命，结构整体疲劳寿命 3，结构抗弯刚度的衰减规律，结构抗弯刚度的衰减规律 第7页/共54页第8页/共54页1 体内受拉钢筋体内受拉钢筋2 混凝土混凝土3 体外筋体外筋 结构材料分类结构材料分类 材料疲劳分析项目材料

3、疲劳分析项目1 疲劳失效准则疲劳失效准则2 影响疲劳性能的因素影响疲劳性能的因素3 疲劳寿命预测疲劳寿命预测4 疲劳累积损伤疲劳累积损伤数学模型数学模型第9页/共54页3.1 普通钢筋疲劳性能普通钢筋疲劳性能 ifiiiiNnDD/PM准则准则 lg26.469.0399fsNSN曲线回归公式曲线回归公式 第10页/共54页FRP筋疲劳失筋疲劳失效标准效标准 3.2 FRP筋疲劳性能研究筋疲劳性能研究 承载力下降承载力下降 弹性模量的降低弹性模量的降低 第11页/共54页 弹性模量的降低弹性模量的降低 第12页/共54页FRP筋疲劳性能筋疲劳性能的主要影响因素的主要影响因素构成材料以及其特性构

4、成材料以及其特性 构造形式与几何特征构造形式与几何特征实验参数与环境条件实验参数与环境条件 第13页/共54页 缠绕丝间距缠绕丝间距1.2D 缠绕丝间距缠绕丝间距1.8D 第14页/共54页kDak 筋材泊松比最优比例螺旋丝间距筋材直径第15页/共54页混凝土受压疲劳破坏机理混凝土受压疲劳破坏机理2.3 混凝土的受压疲劳性能研究混凝土的受压疲劳性能研究 残余应变的三阶段发展规律残余应变的三阶段发展规律第16页/共54页混凝土疲劳损伤数学模型混凝土疲劳损伤数学模型curfD4 . 0第17页/共54页2.4 钢筋与混凝土的粘结疲劳性能研究钢筋与混凝土的粘结疲劳性能研究 1，钢筋与混凝土的粘结强度

5、不断下降，钢筋与混凝土的粘结强度不断下降 2，受拉钢筋应变不均匀系数不断上升，受拉钢筋应变不均匀系数不断上升 第18页/共54页第19页/共54页4.1试验构件试验构件 第20页/共54页4.2 试验设备试验设备 循环加载设备循环加载设备第21页/共54页FBG光纤测量设备光纤测量设备第22页/共54页BOTDR光纤测量设备光纤测量设备第23页/共54页FRP体外筋预应力张拉装置体外筋预应力张拉装置 第24页/共54页4.3 试验内容试验内容梁静力性能试验梁静力性能试验梁疲劳性能试验梁疲劳性能试验 材料性能试验材料性能试验JB-1，JB-2PB-1，PB-2钢筋，钢筋，FRP筋，混凝筋，混凝土

6、土第25页/共54页4.4 试验结果分析试验结果分析150万10万10万2万10万150万10万2万10万40402万150万30万402万10万2万200万403010万3030万40万10万50万30402万50万10万2万2万4031.5万31.5万次主筋断2万302万4010万10万2万2万2万402万2万4010万150万2万20万150万10万100万次50万次150万次50万次50万150万次a）静力试验梁）静力试验梁JB-2裂缝图裂缝图b）PB-1梁疲劳裂缝图梁疲劳裂缝图c）PB-2梁疲劳裂纹图梁疲劳裂纹图第26页/共54页4.4.2 混凝土疲劳状态分析混凝土疲劳状态分析PB-

7、1 混凝土应变图混凝土应变图第27页/共54页PB-1 混凝土动应变图混凝土动应变图第28页/共54页PB-2 混凝土应变图混凝土应变图第29页/共54页4.4.3 受拉钢筋疲劳状态分析受拉钢筋疲劳状态分析PB-1 体内受拉钢筋断裂图体内受拉钢筋断裂图第30页/共54页PB-1 体内受拉钢筋应变图体内受拉钢筋应变图第31页/共54页PB-2 体内受拉钢筋应变图体内受拉钢筋应变图第32页/共54页4.4.4 体外预应力筋的疲劳状态分体外预应力筋的疲劳状态分析析PB-1 体外筋应变图体外筋应变图 PB-1 体外筋应力图体外筋应力图第33页/共54页 PB-1 体外筋弹性模量变化体外筋弹性模量变化

8、minmaxminmaxfEmaxmaxmaxpEminminminpE疲劳模量疲劳模量荷载上限变形模量荷载上限变形模量荷载下限变形模量荷载下限变形模量 第34页/共54页PB-2 体外筋应变图体外筋应变图 PB-2 体外筋应力图体外筋应力图 第35页/共54页 PB-2 体外筋弹性模量变化体外筋弹性模量变化 minmaxminmaxfEmaxmaxmaxpEminminminpE疲劳模量疲劳模量荷载上限变形模量荷载上限变形模量荷载下限变形模量荷载下限变形模量 第36页/共54页4.4.5 挠度分析挠度分析 PB-1各级荷载下的挠度随循环次数变化各级荷载下的挠度随循环次数变化 第37页/共54

9、页 PB-2 各级荷载下的挠度随循环次数变化各级荷载下的挠度随循环次数变化 第38页/共54页4.4.6 疲劳损伤后静载极限破坏形态分析疲劳损伤后静载极限破坏形态分析 各梁极限破坏试验情况各梁极限破坏试验情况 项目项目梁编号梁编号极限荷载（极限荷载（kN）破坏形态破坏形态说明说明静静载载试试验验JB-1110 先钢筋屈服，先钢筋屈服，后混凝土压碎后混凝土压碎普通钢筋混凝土梁普通钢筋混凝土梁JB-2220混凝土压碎混凝土压碎体外预应力梁静载试验体外预应力梁静载试验疲疲劳劳试试验验PB-1120体外筋断裂体外筋断裂32万次体内钢筋疲劳破坏万次体内钢筋疲劳破坏PB-2230体外筋断裂体外筋断裂200

10、万次没有破坏万次没有破坏第39页/共54页第五章第五章 FRP筋体外预应力梁疲劳损伤分析筋体外预应力梁疲劳损伤分析第40页/共54页体外预应力梁的曲率分布示意图体外预应力梁的曲率分布示意图 第41页/共54页 第42页/共54页 水平力平衡方程水平力平衡方程弯矩平衡方程弯矩平衡方程变形协调方程变形协调方程第43页/共54页 结构疲劳累积结构疲劳累积损伤的模拟损伤的模拟第44页/共54页5.6.2 程序运行与调试中的若干问题程序运行与调试中的若干问题 1）分析时间点的选取）分析时间点的选取2）迭代初值的选取）迭代初值的选取3）程序循环的调试）程序循环的调试第45页/共54页 PB-1 受拉钢筋疲

11、劳累积损伤计算值受拉钢筋疲劳累积损伤计算值 第46页/共54页PB-1 混凝土疲劳累积损伤计算值混凝土疲劳累积损伤计算值00.050.10.150.20.250.3050100150200循环次数（万次）梁顶混凝土疲劳累积损伤值第47页/共54页5.6.3 对对AFRP筋体外预应力混凝土梁的疲劳分析筋体外预应力混凝土梁的疲劳分析 00.050.10.150.20.250.30.350.40.45050100150200循环次数（万次）受拉钢筋疲劳损伤值PB-2 受拉钢筋疲劳累积损伤计算受拉钢筋疲劳累积损伤计算值值第48页/共54页00.050.10.150.20.250.3050100150200循环次数（万次）混凝土疲劳累积损伤值残余应变PB-2 混凝土疲劳累积损伤值程序计算结果混凝土疲劳累积损伤值程序计算结果 第49页/共54页5.6.4 采用各种筋材作为体外筋的体外预应力梁疲劳性能的比较采用各种筋材作为体外筋的体外预应力梁疲劳性能的比较 a) 体内钢筋疲劳损伤对比体内钢筋疲劳损伤对比第50页/共