疲劳荷载作用下的植筋混凝土梁刚度分析及计算
混凝土梁疲劳性能评估方法
混凝土梁疲劳性能评估方法一、概述混凝土结构中的梁是承受弯曲荷载和剪切荷载的主要构件，其疲劳性能对结构的安全性和耐久性具有重要影响。
因此，对混凝土梁的疲劳性能进行评估是必要的。
本文将介绍混凝土梁疲劳性能评估的方法。
二、评估指标混凝土梁的疲劳性能评估指标主要有两个：疲劳寿命和疲劳极限。
疲劳寿命是指在特定载荷下，混凝土梁能够承受的循环荷载次数，即经历多少次荷载后出现裂缝或破坏。
疲劳极限是指在特定载荷下，混凝土梁不能承受的循环荷载次数，即导致梁破坏的荷载次数。
三、试验方法混凝土梁疲劳性能评估的试验方法主要有静载试验和动载试验两种。
1.静载试验静载试验是指在固定荷载下，对混凝土梁进行疲劳试验。
具体步骤如下：（1）制备混凝土梁样品，并进行预应力处理。
（2）将混凝土梁放置在试验机上，在规定的荷载下进行静载试验。
（3）每隔一定时间记录混凝土梁的挠度、应变等数据，并观察梁的变形情况。
（4）当混凝土梁出现裂缝或破坏时，记录疲劳寿命和疲劳极限。
2.动载试验动载试验是指对混凝土梁进行疲劳试验时，采用动态荷载的方法。
具体步骤如下：（1）制备混凝土梁样品，并进行预应力处理。
（2）将混凝土梁放置在试验机上，采用动态荷载进行试验。
荷载频率应为1~10 Hz之间，荷载大小应不超过混凝土梁的极限荷载。
（3）每隔一定时间记录混凝土梁的挠度、应变等数据，并观察梁的变形情况。
（4）当混凝土梁出现裂缝或破坏时，记录疲劳寿命和疲劳极限。
四、数据处理进行混凝土梁疲劳性能评估后，需要对试验数据进行处理，包括疲劳寿命和疲劳极限的计算以及应力应变曲线的绘制。
1.疲劳寿命和疲劳极限的计算疲劳寿命和疲劳极限的计算方法如下：（1）疲劳寿命的计算Nf=（Wf/W0）^b其中，Nf为疲劳寿命，Wf为混凝土梁承受的荷载次数，W0为参考荷载，b为材料特性系数。
（2）疲劳极限的计算Sf=Wf/A其中，Sf为疲劳极限，Wf为混凝土梁承受的荷载次数，A为混凝土梁的截面积。
钢筋混凝土梁的疲劳性能计算方法
钢筋混凝土梁的疲劳性能计算方法一、引言钢筋混凝土结构是目前世界上最为广泛应用的一种结构形式，其优点主要体现在具有较高的强度和刚度、耐久性好、施工方便、经济实用等方面。
然而，在长期使用过程中，由于受到外界环境的影响和内部因素的作用，结构构件会出现疲劳现象，从而降低其使用寿命和安全性能。
因此，研究钢筋混凝土结构的疲劳性能，对于保证结构的安全性和经济性具有重要意义。
本文旨在介绍钢筋混凝土梁的疲劳性能计算方法，包括梁的疲劳破坏形式、影响因素、计算方法等内容。
二、梁的疲劳破坏形式梁的疲劳破坏形式主要有两种：裂纹扩展疲劳和弯曲疲劳。
1. 裂纹扩展疲劳在受到交变载荷作用下，钢筋混凝土梁中的裂纹会在应力循环作用下逐渐扩展，最终导致梁的破坏。
裂纹扩展疲劳是梁疲劳破坏的主要形式，其破坏机理是由于应力循环作用下，梁内部的裂纹逐渐扩展，最终导致梁的破坏。
2. 弯曲疲劳在受到交变载荷作用下，钢筋混凝土梁会发生弯曲变形，当弯曲应力超过梁的弯曲极限时，会导致梁的破坏。
弯曲疲劳是梁疲劳破坏的另一种形式，其破坏机理是由于交变载荷作用下，梁内部的应力逐渐增大，最终导致梁的破坏。
三、影响因素梁的疲劳性能受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 周期数：梁的疲劳寿命与循环载荷的周期数有关，周期数越大，梁的疲劳寿命越长。
2. 应力幅值：梁的疲劳寿命与循环载荷的应力幅值有关，应力幅值越大，梁的疲劳寿命越短。
3. 载荷类型：不同类型的载荷对梁的疲劳寿命具有不同的影响，例如，交变载荷对梁的疲劳寿命的影响大于单向载荷。
4. 材料性质：材料的强度、韧性、断裂韧度等性质对梁的疲劳寿命具有重要影响。
5. 几何尺寸：梁的几何尺寸对疲劳寿命的影响主要体现在梁的截面尺寸和长度方面，截面尺寸越小、长度越长，梁的疲劳寿命越短。
四、计算方法梁的疲劳寿命计算方法主要有两种：应力范围法和循环应力法。
1. 应力范围法应力范围法是一种常用的疲劳寿命计算方法，其基本原理是根据材料的疲劳曲线，通过计算载荷的应力范围来确定梁的疲劳寿命。
钢筋混凝土梁的疲劳性能及寿命评估
钢筋混凝土梁的疲劳性能及寿命评估钢筋混凝土梁是一种常用的结构元素，广泛应用于建筑和桥梁等工程中。
由于长期受到来自载荷的重复作用，梁的疲劳性能成为了工程设计和评估中必须考虑的问题之一。
本文将探讨钢筋混凝土梁的疲劳性能及寿命评估方法。
首先，我们需要了解什么是疲劳性能。
疲劳是指在结构或材料受到重复载荷作用下，由于应力的积累而逐渐产生的裂纹和破坏。
对于钢筋混凝土梁来说，疲劳裂纹主要发生在梁的受力部位，如截面最大弯矩处。
钢筋混凝土梁的疲劳性能取决于多个因素，包括材料特性、梁的几何形状和荷载作用等。
其中，材料特性是影响梁疲劳性能的关键因素之一。
混凝土的强度和韧性是直接影响梁的疲劳寿命的因素。
一般来说，强度较高的混凝土可以提高梁的抗疲劳能力。
而钢筋的强度和排列方式也对梁的疲劳性能产生重要影响。
同时，梁的几何形状，如梁的截面形状和跨度等，也会对疲劳性能产生影响。
在钢筋混凝土梁疲劳性能的评估中，常用的方法是疲劳试验和数值模拟。
疲劳试验是通过加载一系列重复载荷来模拟实际工况下的疲劳载荷作用，评估梁的疲劳寿命。
试验中通常采用的参数包括载荷幅值、载荷频率和载荷比等。
通过分析试验数据，可以得到梁的疲劳寿命曲线，用来评估梁的抗疲劳性能。
数值模拟是在计算机上建立梁的有限元模型，利用数值方法进行疲劳分析和寿命预测。
在模拟中，需要输入梁材料的疲劳性能参数，如疲劳极限、S-N曲线等。
通过模拟不同载荷作用下的应力应变分布，可以预测梁的疲劳寿命。
数值模拟能够更加高效地评估梁的疲劳性能，提供更多的设计指导。
除了评估疲劳性能，延长钢筋混凝土梁的使用寿命也是一项重要任务。
为了延长梁的使用寿命，可以采取以下措施：1. 加强材料控制：选择优质的混凝土和合适的钢筋，确保材料的性能符合设计要求。
2. 合理的构造设计：采用恰当的梁的几何形状和钢筋排布方式，以增加梁的刚度和强度，提高其抗疲劳能力。
3. 做好施工质量控制：确保施工工艺和质量符合相关标准，避免施工过程中引入缺陷。
钢筋混凝土梁的强度与刚度优化设计方法
钢筋混凝土梁的强度与刚度优化设计方法钢筋混凝土梁作为常见的结构元素，承担着建筑物的重要荷载传递和支撑作用。
为了确保梁的安全可靠，优化设计方法在钢筋混凝土梁的设计中起到至关重要的作用。
本文将介绍钢筋混凝土梁的强度与刚度优化设计方法，帮助工程师和设计师更好地设计和选择适用的结构方案。
强度优化设计方法1. 材料选择：在钢筋混凝土梁的设计中，材料的选择是至关重要的一步。
合理选择混凝土和钢筋的强度等级可以有效地提高梁的整体强度。
为了满足设计荷载下的强度要求，应选择合适的混凝土等级，并根据需要选择适当的钢筋直径和数量。
2. 梁截面形状：梁的截面形状直接影响其承载能力。
为了实现强度优化设计，可以通过合理选择梁的截面形状来提高其承载能力。
常见的梁截面形状包括矩形截面、T形截面和倒T形截面等。
根据实际情况和设计要求选择合适的截面形状，以满足梁的强度需求。
3. 钢筋布置：合理的钢筋布置可以增加梁的抗弯刚度和强度。
在设计过程中，应根据梁的受力情况和设计要求进行钢筋的布置。
一般情况下，应采用较合理的钢筋配筋率，以提高梁的受力性能。
同时，应注意避免孔洞和杂物对钢筋布置的影响，以确保梁的整体强度和刚度。
刚度优化设计方法1. 截面尺寸优化：梁的截面尺寸直接关系到其刚度。
通过合理选择梁的截面尺寸，可以提高梁的刚度。
一般而言，较大的截面尺寸会带来较高的刚度，但也会增加成本和施工难度。
因此，在进行梁的刚度优化设计时，应综合考虑结构的使用要求和经济性，适当选择截面尺寸。
2. 跨中反弯刚度：梁的跨中反弯刚度是一项重要的设计指标。
通过增加钢筋梁的截面惯性矩或采用合适的预应力设计，可以有效提高梁的跨中反弯刚度。
此外，合理配置受压区和受拉区的钢筋，也可以在一定程度上提高梁的刚度。
3. 配筋形式优化：在刚度优化设计过程中，还需要考虑合理的配筋形式。
通过在梁的不同部位使用不同直径的钢筋，可以提高梁的刚度。
此外，合适的配筋间距和间隔也会对梁的刚度产生影响。
化学植筋拉拔荷载值
化学植筋拉拔荷载值化学植筋拉拔荷载值是指在一定条件下，植筋能够承受的最大拉拔力。
植筋是一种应用广泛的加固材料，可以有效提高结构的强度和稳定性。
在工程建设中，合理确定植筋拉拔荷载值对结构的安全性和可靠性具有重要意义。
本文将从植筋的性质、植筋与混凝土的粘结行为、植筋的计算方法等方面来探讨植筋拉拔荷载值的相关内容。
植筋是一种由高强度钢材制成的筋材，具有良好的抗拉强度和延性。
植筋的拉拔荷载值与其材质的强度有关。
常见的植筋材料有普通强度钢、高强度钢和碳纤维等。
不同材料的植筋拉拔荷载值不同，需要根据具体情况进行计算。
植筋与混凝土之间的粘结行为对植筋拉拔荷载值也有影响。
植筋与混凝土的粘结强度取决于粘结面积、粘结材料的性质以及植筋周围混凝土的强度等因素。
粘结面积越大、粘结材料的粘结性能越好以及混凝土的强度越高，植筋的拉拔荷载值就越大。
植筋的计算方法也是确定植筋拉拔荷载值的重要因素之一。
常用的计算方法有拉拔平衡法、混凝土界面剪切法和混凝土界面剥离法等。
拉拔平衡法是根据植筋与混凝土之间的力学平衡关系来计算植筋的拉拔荷载值。
混凝土界面剪切法是根据植筋与混凝土之间的剪切破坏来计算植筋的拉拔荷载值。
混凝土界面剥离法是根据植筋与混凝土之间的剥离破坏来计算植筋的拉拔荷载值。
这些计算方法各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法进行计算。
除了上述因素外，植筋的布置方式、植筋与结构之间的相互作用等也会对植筋拉拔荷载值产生影响。
植筋的布置方式应符合工程要求，合理布置植筋可以提高结构的整体抗拉能力。
植筋与结构之间的相互作用包括植筋与混凝土的相互作用以及植筋与其他构件的相互作用等。
这些相互作用会对植筋的拉拔荷载值产生影响，需要进行综合考虑。
在实际工程中，为了确保结构的安全性和可靠性，通常会进行植筋拉拔荷载试验。
试验可以验证计算结果的准确性，并且可以得到植筋的实际拉拔荷载值。
根据试验结果，可以对设计参数进行修正，以达到更加合理的工程要求。
钢筋混凝土梁疲劳性能的有限元分析
钢筋混凝土梁疲劳性能的有限元分析钢筋混凝土结构一般作为静力承载构件，但在实际工程应用中（如公路桥梁、铁路桥梁、吊车梁等结构）常常受到变幅荷载的作用。
随着交通及运输量的日益剧增，既有钢筋混凝土结构长期承受疲劳荷载的反复作用，其承载力随着疲劳损伤的累积而逐渐退化直至结构失效，导致结构在未达到静力承载极限的状态下发生疲劳破坏［1］。
为了确保梁结构的运营安全，为结构加固、限载或拆除重建提供技术依据，需要对钢筋混凝土结构的疲劳性能和疲劳寿命进行分析。
已有研究表明，由于结构承受的疲劳荷载一般远小于结构的静力极限承载力，适筋钢筋混凝土梁的受压区混凝土不是引起结构疲劳破坏的原因［2-3］，然而受压区混凝土在循环荷载作用下变形模量发生退化，残余应变逐渐累积，从而影响结构整体的疲劳性能。
钢筋混凝土梁的疲劳破坏通常由梁中纵向受拉钢筋的疲劳断裂导致，因此对工程中常用的变形钢筋的疲劳性能展开了大量研究［4-5］。
以往主要通过疲劳试验来研究钢筋混凝土梁的疲劳性能，然而疲劳试验存在费用昂贵且容易受到试验条件影响等缺点［6］。
近年来数值模拟分析方法在结构计算研究领域得到了快速发展，通过有限元方法进行计算分析已是研究结构受力性能的重要手段［7］。
大型通用有限元软件ABAQUS是其中具有代表性的软件之一，因其在非线性分析方面具有巨大优势，在混凝土结构分析中得到了广泛的应用［8］。
本文基于有限元软件ABAQUS和疲劳分析软件FE⁃SAFE，结合混凝土和钢筋的应力-疲劳寿命模型，对钢筋混凝土的疲劳性能进行分析，并对不同混凝土强度和不同配筋率钢筋混凝土梁的疲劳性能进行对比。
1 基于ABAQUS的静载受力分析1.1 模型梁本文钢筋混凝土梁的截面形式及配筋情况如图1所示，模型中采用的混凝土和钢筋的基本力学性能分别见表1和表2。
其中，P为集中荷载。
图1 模型梁结构配筋示意（单位：mm）表1 混凝土材料基本力学性能 MPa混凝土材料C50 C60 C70立方体抗压强度50.0 60.0 70.0抗拉强度2.64 2.85 2.99弹性模量34.5×104 36.0×104 37.0×104表2 钢筋力学性能 MPa钢筋HRB400 HRB500屈服强度400 500极限强度540 630弹性模量2.0×105 2.0×105钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的性能发展过程较为复杂，影响其疲劳寿命的因素较多，主要包括混凝土强度、纵向钢筋配筋率、荷载水平、几何尺寸、加载频率等。
混凝土的抗疲劳性能分析
混凝土的抗疲劳性能分析混凝土是一种常见的建筑材料，具有较强的抗压性能。
然而，在长期使用过程中，混凝土常常遇到疲劳加载，这对其结构稳定性和使用寿命会带来一定影响。
因此，深入研究混凝土的抗疲劳性能是非常重要的。
一、抗疲劳性能的定义和意义混凝土的抗疲劳性能是指其在受到交替或周期性加载后经过多次加载循环后不会发生严重破坏或失去正常使用功能的能力。
混凝土结构在使用过程中，常常受到交通荷载、震荡加载或气候变化等因素的影响，长期以来这些外力对混凝土结构产生的疲劳效应逐渐受到重视。
疲劳加载是指结构在外力作用下，不断经历周期性的应力过程，使得结构内部的微观缺陷逐渐扩展，并且会随着循环次数的增加而加速导致裂缝的产生。
因此，研究混凝土的抗疲劳性能可以有效提高结构的安全性和使用寿命。
二、混凝土的疲劳破坏类型在进行混凝土的抗疲劳性能分析前，首先需要了解混凝土在疲劳加载下可能出现的破坏类型。
通常情况下，混凝土的疲劳破坏可分为表面破坏、体积破坏和裂缝扩展等几种类型。
1. 表面破坏：表面破坏是指在疲劳循环加载下，混凝土表面发生剥落、剥皮或鳞片状破坏。
这种破坏形式在循环次数较少或应力幅值较小的情况下较为常见。
2. 体积破坏：体积破坏是指在较高的循环次数和应力幅值下，混凝土开始出现明显的损伤和破坏，甚至可能发生结构失效。
3. 裂缝扩展：裂缝扩展是混凝土抗疲劳性能研究中最为关键的问题之一。
在疲劳加载下，混凝土结构中的微裂缝会随着加载循环次数的增加而扩展，并导致结构的破坏。
三、影响混凝土疲劳性能的因素混凝土的抗疲劳性能受到多个因素的影响，了解这些因素对疲劳性能的影响，可以提供指导混凝土结构设计和材料选用的依据。
1. 应力幅值：应力幅值是指混凝土在循环加载过程中所承受的最大应力与最小应力之间的差值。
一般来说，应力幅值的增加会导致混凝土的疲劳寿命减小，增加破坏风险。
2. 循环次数：混凝土的抗疲劳性能随着循环次数的增加而逐渐下降。
其中，初始阶段会出现较高的疲劳寿命，但随着循环次数的增加，裂缝扩展速度将增加，导致疲劳寿命逐渐降低。
钢筋混凝土梁的疲劳性能计算方法
钢筋混凝土梁的疲劳性能计算方法一、前言钢筋混凝土梁是结构工程中常用的结构构件，其在承载力和使用寿命方面的性能要求非常高。
在长期的使用过程中，其承载能力会逐渐下降，甚至发生疲劳破坏。
因此，研究钢筋混凝土梁的疲劳性能，对保障结构的安全性和延长使用寿命具有重要意义。
二、疲劳载荷作用下的钢筋混凝土梁疲劳载荷作用下的钢筋混凝土梁是指在长期重复荷载作用下，材料会逐渐疲劳损伤，导致梁的性能逐渐下降，最终发生疲劳破坏。
其荷载作用方式分为单向反复荷载和多向反复荷载。
钢筋混凝土梁的疲劳破坏主要表现为裂纹的产生和扩展，最终导致梁的破坏。
因此，研究钢筋混凝土梁的疲劳性能，需要关注裂纹的发生和扩展过程。
三、疲劳性能计算方法1. 疲劳极限荷载计算疲劳极限荷载是指在给定的疲劳寿命下，能够承受的最大荷载。
其计算方法如下：Wf = W0 × Kf × Kfs其中，W0为静载荷，Kf为荷载系数，Kfs为应力系数。
荷载系数Kf的计算公式如下：Kf = 1 + (Nf / N0) ^ b其中，Nf为疲劳寿命，N0为静载荷下的寿命，b为材料参数。
应力系数Kfs的计算公式如下：Kfs = 1 / (1 - R)其中，R为应力幅值与极限应力的比值。
2. 疲劳裂纹扩展速率计算疲劳裂纹扩展速率是指裂纹在疲劳荷载作用下每个循环内扩展的长度。
其计算方法如下：da / dN = C × ΔK ^ m其中，C和m为材料参数，ΔK为应力强度因子范围。
3. 疲劳寿命计算疲劳寿命是指在给定的荷载下，材料能够承受的循环次数。
其计算方法如下：Nf = (W / Wf) ^ (1 / b)其中，W为荷载，Wf为疲劳极限荷载，b为材料参数。
四、疲劳性能试验方法疲劳性能试验是评价钢筋混凝土梁疲劳性能的重要手段。
常用的试验方法包括疲劳试验和裂纹扩展试验。
1. 疲劳试验疲劳试验是通过在钢筋混凝土梁上施加重复荷载，模拟实际使用条件下的荷载作用，评估梁的疲劳性能。
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第17卷第24期2017年8月科学技术与工程V d. 17 N a24 A ug. 2017 1671 —1815(2017)024-0251-06Science Technology and E ngineering ⑧2017 Sci. Tech. Engrg.建筑科学疲劳荷载作用下的植筋混凝土梁刚度分析及计算阎西康1>2庞玉松“张陆伟1(河北工业大学土木与交通学院1,河北省土木工程技术研究中心2,天津3〇〇4〇1)摘要植筋技术是一种被广泛应用于工程界的连接锚固技术。
对承受疲劳循环荷载的植筋梁而言，疲劳破坏是一种重要 的损伤形式。
为了分析植筋处于疲劳状态下的工作性能，共设计制作了 3根相同植筋深度的混凝土梁试件，并对其进行疲劳 试验下的受弯试验。
试验表明：植筋梁的刚度在疲劳加载下有了一定的降低，低频加载对梁体造成的损伤大于高频加载；通 过对刚度退化的分析，建立符合刚度退化规律的函数，对试验数据进行拟合，得出刚度退化系数函数，与结果吻合较好，实现 了对植筋梁疲劳刚度的计算，能够对植筋梁疲劳刚度进行定量描述。
关键词植筋梁疲劳 加载频率 刚度中图法分类号T U375. 1; 文献标志码A植筋技术是一种锚固技术广泛应用于建筑结构 的改造、加固、扩建领域。
现阶段对植筋构件的研究 以拉拔[1一5]和承受静力荷载[6一9]时的力学性能研究 为主，对植筋构件处于复杂应力状态下的工作性能 研究较少。
现实建筑物的很大一部分结构，比如公 路、吊车梁、桥梁等都是承受多次循环并且比较大的 动荷载，这样的结构在使用过程中承受长期疲劳荷 载，极易产生疲劳破坏。
混凝土结构的刚度在一定程度上能反映出结构 的损伤程度，刚度测试可通过量测梁体挠度来计算，试验简单易行。
植筋梁不同于整浇梁，如果能找到 植筋梁在疲劳荷载作用下的刚度退化规律，该规律 可作为计算植筋梁疲劳刚度的一项计算依据。
植筋 梁疲劳损伤会产生疲劳裂缝，疲劳裂缝的存在会使 很多结构突然发生破坏。
国内外学者对植筋混凝土 梁进行的疲劳试验数量较多，也取得了显著成果，但 *2017年2月13日收到河北省研究生创新项目（CXZZSS2017029)资助 第一作者简介:阎西康(1966—）,男，河北冀州人，博士，教授，博士研究 生导师。
研究方向:工程结构加固与维修、工程施工新技术。
E-mail: tjsyxk@ 126. com〇*通信作者简介:庞玉松（1991 一），男，河北安国人，硕士研究生。
研 究方向：工程结构加固与维修、工程施工新技术。
E-m ail: 1911293978@ qq. com。
引用格式:阎西康，庞玉松，张陆伟.疲劳荷载作用下的植筋混凝土 梁刚度分析及计算[J] •科学技术与工程，2017, 17(24) : 251 —256 Yan Xikang, PangYusong, Zhang Luwei. The stiffness analyses and calculate of reinforced concrete beam under fatigue lo a d[J]. Science Technology and Engineering, 2017, 17(24) ：251 —256是对混凝土梁的刚度退化仅仅是做了简单描述，没 有进行深人研究[w’11]，所以通过对混凝土植筋构件 进行疲劳试验研究植筋梁的刚度退化规律有着非常重要的意义[1M3]。
通过对3根不同加载频率的植筋梁进行疲劳试 验，通过对比研究相同频率不同加载次数下梁体挠 度及相同次数不同加载频率下梁体挠度的变化规 律，进而对梁体刚度进行分析，得出其一般规律。
1试验简介为了进一步研究混凝土植筋梁的疲劳受力性 能，试验采用植筋技术设计制作了 3根混凝土植筋 梁,试验梁的截面尺寸为6 X /i=250 mm X400 mm,梁长Z= 2 600 mm,保护层厚度为25 mm。
梁编号分 别为P I、P2、P3。
混凝土强度等级为C30，试验梁纵 向钢筋型号为HRB400,直径25 m m,梁体通常钢筋 等级为HPB235,箍筋采用HPB300光圆钢筋，直径 为10 mm,为满足其抗剪承载力要求箍筋间距取100 mm。
植筋钻孔根据植筋加固规范要求:钢筋直 径25 mm需要钻孔的直径为32 mm。
植筋深度均为 20 为植筋直径），植筋胶型号均为FISEM390,梁体加载频率分别为4 Hz、6 Hz、7 Hz。
试验梁分两批浇筑，梁体先浇段完成并养护后 进行钻孔植筋，浇筑后浇段混凝土和养护。
植筋梁 尺寸图及截面配筋图如图1和图2所示。
2疲劳加载制度该试验梁采用集中力加载的方式，当疲劳试验252科学技术与工程17卷前期烧筑混泥土(155〇) I ±g ^1丨2I 3Io寸预置，|.2〇£/=50012丨2 600-_1单位:m mP 1梁和P 2梁图1植筋梁尺寸Fig. 1R e b a r-p la n tin g beam size2010201020101—^01O@1OO -W M b 01O@1OO -r—^01O@1OO 2撤5预制筋|m i 2銳5预制筋|2蛇5植筋2010XT20102010.250250.250⑻（b )(c )单位:m m图2试验梁配筋Fig. 2R einforcem ent o f re b a r-p la n tin g beam时，在重复荷载加载到1 x 104次、10 x 104次、50 x 104次、100 x 104次、150 x 104次时，停机进行一个 循环的静载试验，读取分级荷载下的挠度，并观察混凝土梁体的裂缝等，加卸载方法为加载时每级荷载 取10 kN ，加载到90 kN ，卸载时分三级卸载，每级为 30 kN 。
试验梁的跨中挠度通过在梁体支座和跨中 安装激光位移计进行测量[W ]。
试验梁参数如表1 所示0表1试验梁参数Table 1 Test beam parameters试验梁编号植筋深度/mm加载频率/H z试验种类P120^=5004静载试验+疲劳试验P220^=5006静载试验+疲劳试验P320^=5007静载试验+疲劳试验3疲劳试验现象及分析对P I 、P 2梁在进行疲劳加载前先进行一次静载试验，加载过程中，第一次静力加载时两根梁试验现象基本相同，均在加载至40 k N 时，试验梁的先浇 混凝土和后浇混凝土的施工缝处出现第一条裂缝， 加载至90 k N 时，在跨中附近出现几条竖向裂缝，如 图3和图4所示。
由于设备使用时间限制，P 1梁仅进行了 150 x1〇4次的疲劳循环加载，P 1梁在循环50 x 104〜150 x1〇4次过程中梁体并未出现明显的新裂缝。
加载到 150 x 104次时，梁未损坏，同P 2梁一样进行静力加 载，后期梁底主筋截面处出现平行于主筋方向的水 平裂缝，加载到240 kN 时，梁体突然丧失承载力，图3 P 1梁破坏形态Fig. 3F a ilu re modes o f P I beam图4P 2梁破坏形态Fig. 4F a ilu re modes o f P2 beam植筋端头处截面梁底混凝土保护层剥落并形成一条上下贯穿的大裂缝，造成脆性破坏。
对P 2梁加载前 50 xlO 4次时，竖向裂缝基本出齐，P 2梁在完成50 x 1〇4次加载到200 x 104次时梁体并未出现明显的新 裂缝。
加载到200 x 104次时，梁未损坏，静力加载 至梁失去承载力0加载到后期，梁底主筋截面处出 现了几条细微的水平裂缝，在加载至260 k N 时，截 面网格21〜23处出现许多横向或斜向受剪裂缝并 形成一个较大的竖向裂缝，梁体丧失承载力。
P 3梁疲劳前静载阶段加载至30 k N 时，在新旧 混凝土交界面出现第一条裂缝继续加载该裂缝向上 发展迅速。
当加载到60 k N 时，在跨中出现第二条 竖向裂缝，植筋端头出现第三条竖向裂缝，在以后的加载过程中此裂缝向加载作用点发展。
在疲劳结束 的破坏试验中加载到180 k N 时在竖向受弯裂缝处 出现斜向受剪裂缝。
在加载到290 k N 时，植筋端头 处斜裂缝达到1.5 mm ，发生斜截面受剪破坏。
改用 位移加载，继续加载到296 k N 时，能明显看到梁的 变形，最大主裂缝贯穿梁高，最后为植筋的黏结界面 破坏，梁丧失承载力。
P 3梁的破坏形态图如图5 所示0图5P 3梁破坏形态 Fig. 5F a ilu re modes o f P3beam24期阎西康，等:疲劳荷载作用下的植筋混凝土梁刚度分析及计算2530 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100荷载/k N(d)20〇xl 〇4 次图6不同疲劳次数下P 1、P 2、P 3梁 荷载-挠度曲线对比图Fig. 6Com parison o f load de flection curves o f P I ，P2 and P3 beams un der d iffe re n t fatigue tim es次的疲劳加载为植筋混凝土梁疲劳损伤发生的主 要时期。
3.1开裂荷载与极限承载力分析根据混凝土结构设计规范[1S :钢筋混凝土梁受 弯构件的开裂弯矩为式（1)中，/〇 = (0.083 +0. 19aE p )从3 ;y 0 = (0.5 + 0.425aE p)A ;y m 为截面抵抗矩塑性影响系数基本 值，y m = 1. 55 ;a E 为钢筋弹性模量和混凝土弹性模量的比值，其值为7 ;P 为受拉筋的配筋率。
按照式（1)计算的开裂弯矩为25. 19 k N *m 。
表2为梁的开裂荷载计算值和实测值，表3为梁的 极限承载力。
表2梁的开裂荷载计算值和实测值Table 2 The calculation value and measuredvalue of beams cracking load开裂荷载PI 梁P2梁P3梁计算ffl/k 、50. 850. 847. 8实测值/kN 353530实测值:计算位/%68.968.962.8表3梁的极限承载力Table 3 The ultimate bearing capacity of beams梁编号P1P2P3极限承载力/kN240260296由表2可看出每根植筋梁的实际开裂荷载都 比计算值低，最大的为计算值的68. 9%，最小的仅 为计算值的62. 8% ^第一条裂缝位置都在新旧混 凝土结合面，说明施工缝处的结合面是梁的薄弱 地方D 随着加载频率的增大，植筋梁极限承载力 呈上升趋势，低频加载对植筋梁极限承载力不利， 所以在实际过程中，应尽量避免低频重复荷载的 出现。