浅论cfrp预应力混凝土梁受弯性能研究

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1、同济大学硕士学位论文CFRP预应力混凝土梁受弯性能研究姓名：孟益申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：顾祥林2003.1.1同济大学硕士学位论文CFRP预应力混凝土粱受弯性能研究CFRP预应力混凝土梁受弯性能研究摘要／CFRP(CarbonFiberReinforcedPlastics，碳纤维增强塑料)是一种由纤维加筋、树脂母’体拇一些添加料制成的复合材料。它具有强度高、质量轻、抗腐蚀、低松弛、易加工等诸多优良的特性。CFRP筋就是将CFRP连续纤维与树脂母体缠绕加工成普通钢筋的形状，它用于钢筋混凝土结构中是钢筋尤其是预应力钢筋的良好替代物，可以有效地解决由于钢筋的锈蚀而影

2、响混凝土结构寿命的问题。但是CFKP混凝土结构作为一种新型的建筑结构形式，对于它的研究和应用国内外尚处于起步阶段。／。i本文对CFRP预应力混凝土梁的受弯性能进行了试验研究，试验梁分为有粘结和无粘结两种，采用单调加载和疲劳加载两种加载方式。通过试验分析了CFRP预应力混凝土梁的受力过程、破坏形式、开裂和裂缝发展情况和荷载一变形关系及疲劳性能。根据CFRP预应力混凝土粱的受力特性，对单调加载梁的荷载一位移关系进行了计算机数值模拟分析。试验结果和理论分析结果的比较表明理论分析方法是可信的。鉴于CFRP筋的应力一应变关系是线弹性的，因此CFRP预应力混凝土梁受弯承载力的计算将不能采用

3、普通钢筋混凝土梁的计算方法。文中在试验数据的基础上，并结合计算机仿真程序，按平截面假定，推导出有粘结CFRP混凝土梁(包括预应力和非预应力)的受弯承载力计算方法。这种方法既能保证梁的变形能力又能充分发挥CFRP筋的强度。由于无粘结CFRP预应力混凝土粱截面的变形不符合平截面假定，本文结合试验结果和计算机仿真程序，给出了无粘结CFRP预应力混凝土梁受弯承载力的近似计算方法。由于影响无粘结CFRP预应力混凝土梁的受弯承载力的因素相对较为复杂，将有待于进一步的研究。本文在最后参照钢筋混凝土梁裂缝计算方法，推导了关于CFRP预应力混凝土梁裂缝宽度计算的公式。由于试验梁数量有限，所以计算

4、公式还需要通过大量试验进行完善。r关键词：cFRP筋，1料占量自—e豫如应力混凝土梁，加载，疲劳加载，抗弯承载力，有效预应力，配筋率法，平均裂缝间距，最大裂缝宽度芜磊露R蕊时q冤自．曲渥狴土梁，单调截面曲率，计寞犰仿寒程序，计算方旦鎏查兰雯主兰垡堡奎!!些堡蜜垄塑鳖圭墨墨!堡!!翌圣StudyontheFlexuralBehaviorofConcreteBeamsPrestressedbyCFRPTendonsAbstractCFRPfCarbonFiberReinforeedPlastics)tendonsarecomposedofcarbonfibersembeddedin

5、aplasticresinmatrix．Incomparisonwithsteelreinforcement,theprimaryattributesofCFRPtendonsareofreducedmass，hilghtensilestrength，corrosionresistance，non-magneticpropertiesendhighstrength-to-weightratio．CFRPcompositesareemployedasallalternativetoreinforcingsteel，steeltendon，endforstrengtheningof

6、concretestn栅s．Asakindof_lrmovalorymaterial，thestudyontheCFRPconcreteg帅cnlreiSonthebeginning．ThispaperpresentstheresultsoftheworkcarriedouttoinvestigateconcretebeamsprestressedbyCFRPtendons．Firstofa11．theflexuralbehaviorofconcretebeamsprestressedbyCFRPtendonsarestudiedthroughthetestsof12beams

7、undermonotonicorfatigueload．Basedonthetestresults，thedamagemode，crackingbehaviorandload-deflectionrelationshipofthebeamsareanalyzed．AccordingtothecharacteristicofCFI心prestressedconcretebeams，simulationmetllodsof10ad．deflectionrelationshipforbothbon