为了研究荷载与温度耦合作用下混凝土标准试件冻融试验中的预应力损失情况,以0.4f_c、0.5f_c、0.6f_c三种应力水平的C30混凝土为研究对象,分析了加载过程中的预应力损失和快速冻融过程中的预应力变化。试验结果表明:实际预应力损失与理论计算值相差悬殊,加载过程中的预应力损失与试件的应力水平无关,占控制应力的15.4%~28%,平均值约为20%,大部分预应力损失发生在放张过程中。按1.25倍预应力设计值进行超张拉,基本可保证有效预应力与设计值的偏差在5%以内。在一个冻融循环过程中的预应力损失随着循环次数的增加而增加,75个循环后达到控制应力的7%~10%左右。

为研究碳纤维复合材料疲劳行为和应力水平对其疲劳剩余刚度的影响,进行碳纤维复合材料的静拉伸实验和疲劳实验,采用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌。结果表明室温下碳纤维复合材料具有很好抗疲劳特性,在48%的极限抗拉强度载荷下的循环数超过106;不同应力水平下的剩余刚度下降程度不同,疲劳前期阶段,高应力水平下的剩余刚度下降程度低,低应力水平下降程度较高;不同应力水平下的剩余刚度阶段界限特征显著度不同,低应力下的阶段界限显著,而高应力下的阶段界限较模糊;断口分析表明,随着应力水平的降低,疲劳失效模式更加复杂,高应力水平下,主要表现为纤维簇断裂,而低应力水平下的失效模式包括纤维和基体断裂、界面脱粘及纤维拔出等。

桥机金属结构优化设计的最优解往往把强度、刚度和稳定性的许用值用到极限,这样不能确保结构是否安全。引入了应力水平来定量的衡量桥机的设计裕度,用可靠度来衡量结构是否安全,分别采用不同的应力水平进行桥架的优化设计,然后通过蒙特卡洛法计算最优解的可靠度水平,获得了应力水平对桥机金属结构优化及可靠性的影响规律：桥机金属结构的重量随着应力水平的降低近似线性递增;结构的可靠度随着应力水平的降低不断提高,但提高的幅度越来越小,即提高设计裕度换取较高可靠度的回报率越来越低。