无粘结预应力cfrp筋混凝土梁短期刚度研究

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1、第42卷第1期人民长江VO1．42．No．12011年1月YangtzeRiverJan．，2011文章编号：1001—4179(2011)01—0080—03无粘结预应力CFRP筋混凝土梁短期刚度研究薛辉(黑龙江八一农垦大学工程学院，黑龙江大庆l63319)摘要：以CFRP筋作无粘结预应力筋同时配置一定数量的非预应力钢筋，设计制作了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土简支梁，通过静载试验考察该类构件的受弯性能在对试验数据进行分析的基础上，根据实测荷载一挠度曲线并结合基于双折直线理论的刚度计算模式，提出了适合无粘结预应

2、力CFRP筋混凝梁的短期刚度计算公式。关键词：无粘结预应力；CFRP筋；混凝土梁；短期刚度中图法分类号：TU378．2文献标志码：A钢筋混凝土结构常常会因为钢筋的锈蚀而影响结1所示。CFRP筋锚具组装件试件参数见表1。构的使用性能和耐久性，特别是在强腐蚀性介质和高半圆钢管CFRt筋xMl5锚具应力的共同作用下，会使钢筋生锈，混凝土保护层剥落，导致钢筋混凝土结构提前破坏，若发现处理不及时600将导致灾难的发生。碳纤维增强塑料筋(CarbonFiberReinforcedPlastics)性能优异，不仅重量轻、比强度大

3、、图1CFRP筋锚具组装件(单位：mm)弹性模量高J，而且耐热性高以及化学性能稳定，是表1CFRP筋锚具试件参数替代预应力钢丝、钢绞线的理想材料，尤其适用于环境恶劣、腐蚀性高的工程中。本文在对试验数据进行分析的基础上，提出了这类构件在荷载效应标准组合作用下短期刚度计算公式。1．2CFRP筋力学性能测试方案及试验结果1锚具设计CFRP筋锚具组装件的试验在穿心式千斤顶中进行，利用端部的传感器控制并测量所加荷载，采用分级1．1CFRP筋锚具组装件试件的制作加载，每级10kN。加载示意图如图2所示。选用XM15—1夹片锚具

4、为基本锚具，国产光圆CFRP筋为研究对象。CFRP筋锚具组装件试件共制作2组，这2组CFRP筋的直径分别为8，10mm。半圆钢管与CFRP筋之间利用环氧树脂胶填充。环氧树脂胶粘结强度30MPa，当环境温度为70℃～1O0℃时可在4h左右达到完全固化，25℃时48h固图2CFRP筋锚具组装件加载示意化。在所进行的2组共14个锚具组装件试验中，发生半圆钢管材质为不锈钢，可有效防止锈蚀。为保拉断破坏的共计13根。被拉断的CFRP筋破坏部位证有足够的粘结强度，半圆钢管长度为600mm，如图有两大类：一类是拉断点位于试件中部

5、，筋中的纤维陆收稿日期：2010—02—10作者简介：薛辉，男，讲师，主要从事土木工程方面的教学与研究工作。E—mail：xuehui6818715@163．conl第1期薛辉：无粘结预应力CFRP筋混凝土梁短期刚度研究81续被拉断，从而导致CFRP筋被拉断，破坏断面参差不表3混凝土力学性能指标齐，D8组中发生此类破坏现象的较多；另一类位于夹片的根部，CFRP筋被拉断，破坏断面较为平整，DIO组中发生此类破坏现象的较多。有1根试件发生套筒屈(1)混凝土抗压强度平均值厂：的确定：本试验梁服、CFRP筋被拨出破坏，CF

6、RP筋锚具组装件实测结制作过程中，预留混凝土标准试块(150mmx150mm果见表2。表2锚具组装件实测结果×150mm)，经过试验测得混凝土立方体试块的抗压强度平均值为49．8N／ram，即厂：=49．8N／mm。编号拉堋编号拉鬟(2)混凝土轴心抗压强度平均值，：的确定：D8一I1432860筋被拉断D10—11251592筋被拉断fo．=f：一1．645o-(1)D8—21472940筋被拉断D10—21221554筋被拉断D8—31513020筋被拉断D10—31171490筋被拉断-厂0．88a．k(2)D

7、8—41442880筋被拉断D10—41211541筋被拉颤式中，．为混凝土立方体抗压强度标准值，N／mm。；D8—51212420筋被拔出D10—51321682筋被拉断为标准差，取=6N／mm；。为棱柱体强度与立方D8—61492980筋被拉断D10—61241580筋被拉颤D8—71382760筋被拉断D10—71241580筋被拉断体强度的比值，取Ol=0．76；为混凝土的脆性系数，平均值1452906平均值12361574取，=1．0。标准差4．6793标准差4．2454经过以上计算，可得到混凝土轴心抗压

8、强度平均值l厂：=26．7N／ram。依据《无粘结部分预应力混凝土结构技术规程》(3)混凝土弹性模量E的确定：中的相关规定，第1组锚具效率系数为0．96，第2组锚具效率系数叼为0．98。E㈩，)2二⋯。2梁试件设计经过计算可以得到混凝土的弹性模量E=3．262．1截面及配筋X10N／mm。本试验共设计了4根梁分别为JL一1，JL一2，JL一钢筋力学性能指标试