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讨论帖:混凝土的疲劳问题

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yanyuxichu 发表于 2008-8-20 23:13:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
混凝土的疲劳是一个比较复杂的问题,在承受动力作用的结构中经常要考虑疲劳,但是现有的资料中好像不多关于这方面的讨论,其中它的最大疲劳极限能达到多少,用什么公式计算疲劳寿命,有什么方法能提高混凝土的疲劳,有没有定量的提高抗疲劳性能的数据?
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 楼主| yanyuxichu 发表于 2008-8-21 23:19:37 | 显示全部楼层
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 楼主| yanyuxichu 发表于 2008-8-22 12:45:18 | 显示全部楼层
钢结构的疲劳比较成熟,混凝土做的人太少,此问题很难有人回答了。
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xiangzizhou 发表于 2008-9-8 22:07:55 | 显示全部楼层
混凝土在重复荷载作用下,内部微裂缝和损伤的发展也可为三个相应的阶段。第一阶段为混凝土内部微裂缝形成阶段。由于混凝土内部的薄弱环节存在,在这一阶段中,随着荷载重复次数的增加,在水泥和粗骨料结合处及水泥砂浆内部薄弱区迅速产生大量微裂缝,这表现在开始几周荷载重复时,混凝土的纵向残余变形和变形发展较迅速,但随着重复次数的进一步增加,每周荷载循环形成的新裂缝的数目在逐渐减少,混凝土内部薄弱区域形成微裂缝的过程已趋近于完成。这些已形成的微裂缝由于遇到其他骨料和水泥石的约束,不能迅速发展,在宏观上表现为混凝土应变增长速率逐渐降低。当混凝土内部应力高度集中的薄弱区域和微裂缝形成基本完成后,混凝土的疲劳损伤进入占疲劳寿命绝大部分的损伤发展的第二阶段,即线性率随荷载重复次数的增加而线性增加。在此阶段,已形成的裂缝处于稳定扩展阶段。此时的线性累积损伤主要是在水泥砂浆中形成新的微裂缝中的累积。随损伤累积的增长,水泥砂浆的断裂韧度不断降低,当损伤达到一定程度后,这些微裂缝达到临界状态,从而导致裂缝的不稳定扩展,使疲劳损伤进入迅速增加的第三阶段。在这一损伤阶段,混凝土的超声波传播速度急剧降低,波幅急剧衰减,试件表面可以见到明显裂缝。
根据以上分析可知,混凝土的疲劳破坏是由于骨料和砂浆间的粘结裂缝和砂浆内部的微裂缝贯穿而形成连续的、不稳定的裂缝而引起的,这与混凝土的静载破坏机理是一致的。Wittmann和Zaitsea认为[1],对于给定材料,当该材料内部的裂缝长度达到临界长度后,这一裂缝将发生不稳定扩展,而和所施加的荷载种类和荷载历程无关。根据这一观点,可以认为,对混凝土材料而言,当混凝土内部裂缝发生不稳定扩展时,该裂缝的临界长度是一定的。这一临界长度取决于混凝土材料的性质。因此,当内部裂缝不稳定扩展时,由这些微裂缝导致的混凝土纵向应变是相同的,是混凝土的材料常数,和加载历史无关。混凝土疲劳破坏试验结果充分证明了这一结论的正确性。
由于混凝土内部裂缝失稳扩展时的裂缝临界长度及此时的混凝土纵向总应变和加载历史无关,对一次加载而言,超过裂缝临界长度和纵向总应变后,混凝土的纵向总应变迅速增加。对疲劳破坏而言,当超过这一数值后,随荷载作用次数的增加,混凝土纵向应变急剧增加,试件表面可见明显的沿加载方向的纵向裂缝,试件很快发生破坏,所以我们可以取裂缝失稳扩展时的临界裂缝长度或此时混凝土的纵向总应变作为判断混凝土破坏的疲劳破坏准则。由于裂缝失稳扩展时的临界裂缝长度较难确定,故取失稳扩展时混凝土的纵向总应变εus作为混凝土的疲劳破坏准则。这一结论和Jan.Ove.Holmen给出的“可以利用混凝土极限应变作为混凝土的疲劳破坏准则”是一致的。

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ljmtidilgw + 6 + 30 精辟至极

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ljmtidilgw 发表于 2008-9-8 22:34:47 | 显示全部楼层
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happyzyz 发表于 2010-10-18 10:57:16 | 显示全部楼层
能用软件来较好的模拟混凝土疲劳吗
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超级赛亚人 发表于 2012-1-2 16:00:47 | 显示全部楼层

9

让人奔走相告曰须阅读的好帖
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dick3739 发表于 2013-7-29 21:47:20 | 显示全部楼层
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leewenbo 发表于 2013-7-30 07:41:10 | 显示全部楼层
学习了;
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njzhaoxm 发表于 2013-7-30 14:38:14 | 显示全部楼层
混凝土疲劳加载过程中,引起宏观力学性能渐进性劣化的本质原因是内部的疲劳累积损伤。钢纤维的掺入起到了阻裂增强作用,使钢纤维混凝土在破坏之前有一个缓慢稳定的裂缝扩展阶段。
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lyship1970 发表于 2013-7-30 21:43:00 | 显示全部楼层
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byigon 发表于 2013-8-1 07:56:36 | 显示全部楼层
没有研究过疲劳问题,关于疲劳在50~60年代研究很多,应该是比较成熟的,桥梁、吊车梁都需要抗疲劳,要研究疲劳问题需要可很早以前的文章了。
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