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混凝土的疲劳校核

发布时间:2023-8-10      阅读次数:829

混凝土的疲劳校核

5.1-校核原理

对于混凝土的压缩,疲劳强度是应力变化范围和应力位准的函数。

该校核适用于混凝土中纤维的压缩和元素架构的剪切力。

在前面的实例中,按照prEN1992-1中给出的式(6.8),混凝土的疲劳强度在引入因子后会减小。

5.2-压缩中混凝土的校核

5.2.1-简单校核

若下式成立,则可以认为压缩状态下的混凝土具有足够的疲劳强度:

 

式中:

 处于第6页3.2.3中提到的合力作用下的纤维受到的最大抗压应力

 处于同样合力作用下的同一根纤维所受到的最小抗压应力(如果是拉伸应力,则要对其进行校核以确保)

 

                  且:指28天之内的特征抗压强度

在实践中,这足以校核以下条件:

 

当用到ENV 1992-1中4.3.7时要考虑在t0时间内(施加周期载荷前)混凝土老化导致的抗压强度的增加。

5.2.2-常规校核

在没有上述情况出现的实例中有必要使用一个更加复杂的校核。这要根据一系列有效的规则进行。

5.3-剪切状态下混凝土的校核

在不使用抗剪钢筋的构件中,若不满足以下任何条件,则不需要对剪切应力下混凝土进行疲劳校核。否则,就要用到一个更复杂的校核:

 

式中:

第6页3.2.3中提及的合力作用下的最大公称剪切应力

同一合力作用下同一截面所受最小公称剪切应力

使用设计剪切强度(由prEN 1992-1中式(6.2)得到)

式中:

bw: 所研究横截面的宽度

d:  所研究横截面的静态高度

在冲剪应力的实例中,用于计算的最大及最小剪切应力要满足式(12)和(13)。

 

6-耐疲劳细节设计

构架的细节设计要遵循以下原则:

-如果有可能,要将构架、锚固和预应力元素之间的耦合器的连接放到应力范围较低的区域。

-不能对预变形钢和通风管道进行焊接。

-如果有可能,要尽量避免对构架进行焊接(包括使用电焊网),因为焊接会使疲劳强度大幅减小。

-如果在构架中承重焊接不可避免,则只能使用对头焊接。

-禁止对钢筋、预应力钢和通风管道使用平头焊接。

-在钢筋的机械连接或者焊接连接处,要利用先前的检测对连接点的疲劳强度进行校核。

-剪切钢筋要装入主加固件中,并且要注意使剪切箍筋上包覆的混凝土保护层至少应该满足指定最小值。

-构架的曲率半径在任何情况下都不能小于标准中指定的最小值。

-因使用未粘合的预应力钢筋而产生预应力时,要将锚固和任何一个耦合器作为决定因素。

一定要仔细考虑放置构架的过程,并且构架的放置要方便混凝土的浇注与操作。

 

7-校正因子

7.1-加强钢与预应力钢

加强钢与预应力钢的破坏等效应力范围应根据等式(14)计算:

 

式中:

  钢筋应力范围取决于不常有的合力作用下的负载模型71(被放置在最不利的

            位置),包括根据ENV 1991-3所得出的动载系数(见参考文献-第24页)。

 

         用于根据由产生的应力范围计算破坏等效应力范围的校正因子。

             第17页表3 中给出的数值是按照得出的。

校正因子考虑了跨距、年交通量、使用寿命和多轨道。它可以按照下面的公式计算得出:

 

式中:

       考虑构件和流量结构的跨距所得到的因子

        考虑年交通量所得到的因子

        考虑使用寿命所得到的因子

        考虑多轨道所得到因子

因子是构件和流量结构跨度的函数。ENV 1991-3中的表F.1和F.2中提及的标准流量结构和拥挤流量结构的值可以由表3得出。

对于其他类型列车的组合,因子可以根据所提供的相关文件计算得出(例如,题为“欧洲规范2,第二部分,负载、阻抗及校正格式中桥梁轨道混凝土的疲劳设计”的说明文件)。

的值是由年交通量得到的,可以用等式(16)计算:

 

 

式中:

        交通量(公吨每年每轨道)

          S-N曲线斜率

的值代表使用寿命的影响,可以用等式(17)计算:

 

式中:

      桥梁的设计使用寿命(年)

           S-N曲线斜率

的值代表多轨道的影响,双轨道荷载的影响可以按等式(18)计算:

 

武汉译路通翻译

2023年8月10日

 

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