疲劳荷载下双开洞钢筋混凝土梁性能演变和变形预测

在复杂的交通枢纽结构设计中因管道线路的铺设需要在钢筋混凝土(RC)梁腹板进行开洞,为研究双开洞RC梁的疲劳性能,以荷载水平比、荷载作用洞口位置、疲劳次数为变化参数设计了6根双开洞RC梁,并对其进行反复荷载作用下的疲劳试验。研究了疲劳加载过程中双开洞RC梁内的受力状态和破坏模式,讨论了各变化参数对双开洞RC梁疲劳性能的影响规律,提出了变形协调模型,并基于该模型揭示了双开洞RC梁在疲劳荷载作用下的损伤演化规律和破坏机理。研究表明:循环荷载作用下,双开洞RC梁疲劳破坏形态为洞口的上下梁斜向裂缝和洞口角部裂缝;荷载上限为0.7 P u和荷载位置作用在洞口中部的试件发生疲劳破坏,双开洞RC梁在0.5 P u荷载水平下具有至少41万次的疲劳寿命;疲劳试验后剩余极限承载力、抗弯刚度和延性随着荷载水平的增大发生退化;当荷载位于洞口中部时试件疲劳后的剩余性能更差;疲劳周期增大至41万次对剩余极限弯矩影响在7%左右,剩余抗弯刚度和延性退化25%左右。基于CEB-FIP 2010提出了适用于双开洞RC梁的疲劳变形预测方法,误差在7%以内。