第1章 疲劳与断裂力学基础 1
1.1 疲劳基础知识 1
1.1.1 疲劳的定义 1
1.1.2 疲劳载荷 1
1.1.3 S-N曲线 3
1.1.4 疲劳强度 3
1.1.5 疲劳损伤累积理论 3
1.1.6 材料与构件疲劳性能的统计特性 4
1.2 断裂力学基础 5
1.2.1 裂纹的基本模式及分类 5
1.2.2 裂纹尖端附近区域的应力场及位移场 6
1.2.3 应力强度因子 7
1.2.4 几种典型裂纹问题的应力强度因子 7
1.2.5 几种断裂力学参量之间的关系式 12
1.2.6 断裂准则 13
1.3 疲劳裂纹扩展 14
1.3.1 疲劳裂纹扩展规律 14
1.3.2 疲劳裂纹扩展的门槛值 15
1.3.3 疲劳裂纹扩展速率 15
1.3.4 疲劳裂纹扩展的主要影响因素 16
1.3.5 疲劳裂纹扩展寿命 17
第2章 常幅载荷下FRP加固RC构件的疲劳性能 19
2.1 CFL加固RC梁的弯曲疲劳试验 19
2.1.1 试验材料及试件 19
2.1.2 试验方法 22
2.2 加固梁的疲劳破坏模式 24
2.3 加固梁抗弯刚度衰减的演化规律 24
2.3.1 跨中挠度与循环数的关系 24
2.3.2 抗弯刚度衰减的演化规律 26
2.4 容许疲劳寿命和极限疲劳寿命 30
2.4.1 容许疲劳寿命和极限疲劳寿命的概念 30
2.4.2 容许疲劳寿命的S-N曲线 31
2.4.3 极限疲劳寿命的S-N曲线 32
2.4.4 P-S-N曲线 33
2.5 功率-寿命曲线（H-N曲线） 34
第3章 随机载荷下FRP加固RC构件的疲劳性能 38
3.1 车辆载荷的统计特性 38
3.1.1 数据采集 38
3.1.2 功率谱密度函数和自相关函数 40
3.1.3 车辆载荷的概率分布 41
3.2 车辆载荷谱的模拟与编制 42
3.2.1 车辆载荷谱的模拟 42
3.2.2 车辆载荷谱的编制 45
3.3 随机载荷下加固梁的弯曲疲劳试验 46
3.3.1 试验材料和试件 46
3.3.2 试验方法 47
3.3.3 疲劳裂纹宽度 48
3.4 疲劳寿命分析 50
3.4.1 S-N曲线 50
3.4.2 △Se-N曲线 51
3.4.3 可靠性分析 53
第4章 预应力FRP加固RC构件的疲劳性能 56
4.1 FRP的容许张拉预应力 56
4.1.1 受混凝土抗拉强度控制的容许张拉预应力 56
4.1.2 受界面抗剪强度控制的容许张拉预应力 57
4.1.3 受FRP抗拉强度控制的容许张拉预应力 60
4.2 带裂纹加固梁界面剪应力分析 62
4.2.1 跨中界面剪应力的理论推导 62
4.2.2 界面剪应力的有限元分析 68
4.3 预应力FRP加固RC梁弯曲疲劳试验 70
4.3.1 预应力施加方法 71
4.3.2 疲劳试验方法 72
4.3.3 疲劳破坏模式 72
4.3.4 S-N曲线 73
4.4 界面疲劳裂纹扩展规律 74
4.4.1 界面裂纹问题的能量释放率 74
4.4.2 界面疲劳裂纹扩展试验 77
4.4.3 界面疲劳裂纹扩展速率 79
第5章 环境温度对FRP加固RC构件疲劳性能的影响 82
5.1 环境温度对加固梁组成材料性能的影响 82
5.1.1 温度对混凝土性能的影响 83
5.1.2 温度对钢筋性能的影响 83
5.1.3 温度对加固材料性能的影响 83
5.2 温度应力 83
5.2.1 力学分析模型 84
5.2.2 温度应力的计算公式 85
5.2.3 温度应力的影响因素 87
5.3 FRP加固RC梁的温度疲劳试验 89
5.3.1 试验材料和试件 89
5.3.2 试验装置 89
5.3.3 试验方法 90
5.4 加固梁的温度疲劳寿命 92
5.4.1 高温（80℃）疲劳寿命曲线 92
5.4.2 P-S-N曲线 93
5.5 热-力耦合下加固梁疲劳寿命的表达式 94
5.5.1 疲劳寿命表达式 94
5.5.2 试验验证 95
5.5.3 疲劳极限 95
第6章 FRP加固RC构件疲劳主裂纹扩展 97
6.1 疲劳主裂纹的形成及扩展 97
6.1.1 疲劳裂纹扩展试验 97
6.1.2 疲劳主裂纹的形成 98
6.1.3 疲劳主裂纹扩展 99
6.2 主裂纹尖端附近区域的应力场 99
6.2.1 主裂纹问题的断裂力学分析模型 99
6.2.2 主裂纹尖端附近区域的应力场 101
6.3 主裂纹的应力强度因子 104
6.3.1 应力强度因子的表达式 104
6.3.2 应力强度因子的主要影响因素 105
6.4 α-N曲线 108
6.4.1 基于变形理论的α-N曲线 108
6.4.2 裂纹扩展试验的α-N曲线 112
6.5 疲劳主裂纹扩展速率的两种定量描述 113
6.5.1 基于变形理论的dα／dN表达式 113
6.5.2 基于断裂力学理论的dα／dN表达式 117
第7章 FRP加固RC构件疲劳损伤演化规律 118
7.1 加固梁的疲劳变形 118
7.1.1 P-f曲线 118
7.1.2 影响因素分析 120
7.2 加固梁抗弯刚度的演化规律 121
7.2.1 加固梁的刚度 122
7.2.2 动态割线刚度 122
7.3 加固梁的温度疲劳损伤演化规律 128
7.4 预应力加固梁的疲劳损伤演化规律 129
7.4.1 动态抗弯刚度 129
7.4.2 动态抗弯刚度的影响因素 130
7.4.3 疲劳损伤演化规律 131
7.5 随机载荷下加固梁的疲劳损伤演化规律 133
7.5.1 加固梁组成材料疲劳损伤的非线性分析 133
7.5.2 加固梁动态刚度的演化规律 134
第8章 FRP加固RC构件的疲劳寿命预测 138
8.1 加固构件疲劳寿命的非破坏性试验推定 138
8.1.1 疲劳寿命的试验推定公式 138
8.1.2 初始挠度A与最大载荷Pmax的关系 139
8.1.3 斜率B与最大载荷Pmax的关系 139
8.1.4 疲劳寿命推定 139
8.2 基于变形理论的加固构件疲劳寿命预测 140
8.3 基于断裂力学的加固构件疲劳寿命预测 142
8.3.1 预测方法 142
8.3.2 算例 142
8.3.3 两种预测方法的比较 142
8.4 随机载荷下加固构件疲劳寿命预测初探 143
8.4.1 预测方法 143
8.4.2 算例及讨论 145
8.5 预应力FRP加固构件疲劳寿命预测 145
8.5.1 预测方法 145
8.5.2 算例及讨论 148
8.6 热-力耦合下加固构件疲劳寿命预测 148
8.6.1 预测方法 148
8.6.2 算例及讨论 149
参考文献 151