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钢筋混凝土结构在我国土建、水利等工程中应用十分广泛,通常主要承受静载作用,但在实际工程中还有许多结构,如桥梁、吊车梁、铁路轨道及海洋平台等结构,除了承受静载作用外,还要经常承受重复循环的疲劳荷载作用。实际中通常采用极限状态设计理论和混凝土多轴强度准则的设计方法,使得材料强度能够得到充分利用,因此也导致了在实际使用过程中许多关键构件往往处于较高的应力工作状态。钢筋混凝土结构的疲劳已成为不可忽视的问题,关于钢筋混凝土结构疲劳性能的研究也越来越成为工程界的热点问题,各国相继将钢筋混凝土结构疲劳验算的内容包含到相应的设计规范和标准当中。随着高强混凝土、高强钢筋的广泛应用,这些受疲劳荷载作用的工程上的构件尺寸也越来越大,而基于小尺寸缩尺构件的疲劳试验结果,与实际大尺寸构件存在差异。且钢筋混凝土结构中由于钢筋参与共同工作,其尺寸效应更加复杂。因此,大尺寸混凝土材料或构件的疲劳性能研究更具科学意义和实际价值。然而,对于一些已有结构,在设计初并没有考虑疲劳荷载在使用过程对结构可能造成的影响,也并未考虑在使用过程中结构使用功能可能发生的改变。对于这类结构,随着疲劳循环次数的增加,其承载能力会逐渐衰退,结构的可靠性也不断降低。此时,我们所关注的不仅仅是计算构件疲劳寿命的方法等,而更需要关注的是在不同疲劳损伤情况下,这些结构构件的剩余刚度、剩余承载力等疲劳剩余力学性能的基本变化规律。 本文通过对三组不同尺寸的钢筋混凝土简支梁,分别进行静载试验、不同疲劳循环次数下的疲劳剩余力学性能的测试,以及疲劳临界状态下的静载破坏试验,开展抗弯疲劳剩余力学性能试验研究,对试件在疲劳荷载作用后正截面抗弯承载性能尺寸效应、纯弯截面弯曲刚度尺寸效应、裂缝发展趋势尺寸效应开展试验分析和理论研究。 基于试验中试件在疲劳过程中的性能退化情况,分析不同尺寸构件的疲劳剩余力学性能及破坏机理,依据试件在极限状态下的破坏特征,在考虑尺寸效应的基础上,拟合相关计算参数随试件尺寸的关系,建立疲劳临界状态下受弯构件极限承载力的计算方程。在受弯破坏机理和剩余承载性能分析的基础上,基于实测的变形数据,本文对不同尺寸构件在使用阶段的薄弱截面短期刚度和裂缝宽度提出分析和计算方法,在考虑疲劳荷载的影响下,结合尺寸效应的分析,对规范中短期刚度和裂缝宽度的计算公式进行修正。