低温钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性的试验研究

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发布时间：2021-09-10

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低温钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性的试验研究
付操，宋海清
(安徽理工大学土木建筑学院，淮南232001)
摘要：在国内外有关钢纤维混凝土疲劳特性研究的基础上，试验研究了低温下钢纤维混凝土梁抗折疲劳特
性。试验结果表明，应力水平对低温养护钢纤维混凝土梁抗折疲劳寿命产生显著影响，低应力水平下的疲劳寿命远
远高于高应力水平下的疲劳寿命。
关键词：钢纤维混凝土梁；抗折疲劳；低温；疲劳寿命
Abstract：On the base of the domestic and overseas fati~e research on steel fiber reinforced concrete (SFRC)，the
flexural fatigue feature of SFRC beam is researched according to the basic mechanics property investigation of SFRC at
low temperatures．The test results indicate that the stress level has significant effect on the flexural fatigue life of SFRC
beam under low temperature curing．The fatigue life under low stress level is much higher than the fatigue life under high
stress leve1．
Key words：SFRC beam；Flexural fatigue；Low temperature；Fatigue life
中图分类号：TU528．572 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2012)04—40—04
O 前言
钢纤维混凝土由于其优良的抗拉强度、抗弯强
度、抗冲击强度和抗疲劳强度，广泛应用于土木工
程中。反复循环荷载作用下，材料因受损失效而导
致的开裂及破坏是危害结构物安全使用的重要因
素，针对这个问题，国内外有关学者对钢纤维混凝
土的抗疲劳特性进行了大量研究。钢纤维混凝土具
有耐冻、耐腐蚀、高强、高韧性等特点，能较好地弥
补低温下混凝土结构的缺陷_1]，研究低温钢纤维混
凝土梁的抗折疲劳性能对于我国低温地区的工程
建设具有重要意义。
迄今为止，国内外许多学者对常温养护下的混
凝土以及钢纤维混凝土的疲劳性能进行了研究，但
对于低温养护下钢纤维混凝土梁的抗折疲劳性能
的研究还比较少见。本文对这一问题进行了探讨，
并为此设计了一组试验，研究了低温下钢纤维混凝
土梁的抗折疲劳特性，讨论了低温下钢纤维混凝土
梁抗折疲劳应力水平与疲劳寿命之间的关系，验证
了钢纤维混凝土疲劳变形发展的三阶段规律。
1 试验概况
每批制做l5个小梁试件，试件尺寸为lOOmmx
100mm~400mm，分别在标准、一7 、一12cC条件下养
护28d。其中3个试件用于静载试验，以确定其静载
极限强度，为疲劳试验提供参数，其余l2个试件用
于疲劳试验。疲劳试验分为0．90、0．85、0．8O三个应
力水平，每个应力水平做4个试件的试验。试验在
— ． 40——
RMT一150B试验系统上进行。
疲劳试验采用等幅加载，载荷为正弦波，加载
频率0．2。为了避免在加荷过程中出现非接触情况，
试件上保持了0．05 (为静载极限强度)最小压力。
下限应力比固定为0．1。疲劳试验加载第一阶段以
等速率从0加载到疲劳荷载的平均值，加载速率为
0．1kN／s；第二阶段从疲劳荷载的平均值为起点，循
环荷载开始反复作用。循环荷载示意如图1所示。
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时I司／s
图1 循环荷载示意图
2 试验过程与结果
2．1 标准养护抗折疲劳试验
2．1．1 标准养护抗折疲劳寿命
根据静载试验测得的钢纤维混凝土小梁抗折
强度试验结果见表1。
表l 抗折强度静载试验结果