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