混凝土的疲勞校核
5.1-校核原理
對于混凝土的壓縮,疲勞強度是應(yīng)力變化范圍和應(yīng)力位準的函數(shù)。
該校核適用于混凝土中纖維的壓縮和元素架構(gòu)的剪切力。
在前面的實例中,按照prEN1992-1中給出的式(6.8),混凝土的疲勞強度在引入因子后會減小。
5.2-壓縮中混凝土的校核
5.2.1-簡單校核
若下式成立,則可以認為壓縮狀態(tài)下的混凝土具有足夠的疲勞強度:
式中:
處于第6頁3.2.3中提到的合力作用下的纖維受到的最大抗壓應(yīng)力
處于同樣合力作用下的同一根纖維所受到的最小抗壓應(yīng)力(如果是拉伸應(yīng)力,則要對其進行校核以確保)
且:指28天之內(nèi)的特征抗壓強度
在實踐中,這足以校核以下條件:
當用到ENV 1992-1中4.3.7時要考慮在t0時間內(nèi)(施加周期載荷前)混凝土老化導(dǎo)致的抗壓強度的增加。
5.2.2-常規(guī)校核
在沒有上述情況出現(xiàn)的實例中有必要使用一個更加復(fù)雜的校核。這要根據(jù)一系列有效的規(guī)則進行。
5.3-剪切狀態(tài)下混凝土的校核
在不使用抗剪鋼筋的構(gòu)件中,若不滿足以下任何條件,則不需要對剪切應(yīng)力下混凝土進行疲勞校核。否則,就要用到一個更復(fù)雜的校核:
式中:
第6頁3.2.3中提及的合力作用下的最大公稱剪切應(yīng)力
同一合力作用下同一截面所受最小公稱剪切應(yīng)力
使用設(shè)計剪切強度(由prEN 1992-1中式(6.2)得到)
式中:
bw: 所研究橫截面的寬度
d: 所研究橫截面的靜態(tài)高度
在沖剪應(yīng)力的實例中,用于計算的最大及最小剪切應(yīng)力要滿足式(12)和(13)。
6-耐疲勞細節(jié)設(shè)計
構(gòu)架的細節(jié)設(shè)計要遵循以下原則:
-如果有可能,要將構(gòu)架、錨固和預(yù)應(yīng)力元素之間的耦合器的連接放到應(yīng)力范圍較低的區(qū)域。
-不能對預(yù)變形鋼和通風管道進行焊接。
-如果有可能,要盡量避免對構(gòu)架進行焊接(包括使用電焊網(wǎng)),因為焊接會使疲勞強度大幅減小。
-如果在構(gòu)架中承重焊接不可避免,則只能使用對頭焊接。
-禁止對鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼和通風管道使用平頭焊接。
-在鋼筋的機械連接或者焊接連接處,要利用先前的檢測對連接點的疲勞強度進行校核。
-剪切鋼筋要裝入主加固件中,并且要注意使剪切箍筋上包覆的混凝土保護層至少應(yīng)該滿足指定最小值。
-構(gòu)架的曲率半徑在任何情況下都不能小于標準中指定的最小值。
-因使用未粘合的預(yù)應(yīng)力鋼筋而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力時,要將錨固和任何一個耦合器作為決定因素。
一定要仔細考慮放置構(gòu)架的過程,并且構(gòu)架的放置要方便混凝土的澆注與操作。
7-校正因子
7.1-加強鋼與預(yù)應(yīng)力鋼
加強鋼與預(yù)應(yīng)力鋼的破壞等效應(yīng)力范圍應(yīng)根據(jù)等式(14)計算:
式中:
鋼筋應(yīng)力范圍取決于不常有的合力作用下的負載模型71(被放置在最不利的
位置),包括根據(jù)ENV 1991-3所得出的動載系數(shù)(見參考文獻-第24頁)。
用于根據(jù)由產(chǎn)生的應(yīng)力范圍計算破壞等效應(yīng)力范圍的校正因子。
第17頁表3 中給出的數(shù)值是按照得出的。
校正因子考慮了跨距、年交通量、使用壽命和多軌道。它可以按照下面的公式計算得出:
式中:
考慮構(gòu)件和流量結(jié)構(gòu)的跨距所得到的因子
考慮年交通量所得到的因子
考慮使用壽命所得到的因子
考慮多軌道所得到因子
因子是構(gòu)件和流量結(jié)構(gòu)跨度的函數(shù)。ENV 1991-3中的表F.1和F.2中提及的標準流量結(jié)構(gòu)和擁擠流量結(jié)構(gòu)的值可以由表3得出。
對于其他類型列車的組合,因子可以根據(jù)所提供的相關(guān)文件計算得出(例如,題為“歐洲規(guī)范2,第二部分,負載、阻抗及校正格式中橋梁軌道混凝土的疲勞設(shè)計”的說明文件)。
的值是由年交通量得到的,可以用等式(16)計算:
式中:
交通量(公噸每年每軌道)
S-N曲線斜率
的值代表使用壽命的影響,可以用等式(17)計算:
式中:
橋梁的設(shè)計使用壽命(年)
S-N曲線斜率
的值代表多軌道的影響,雙軌道荷載的影響可以按等式(18)計算:
2023年8月10日