预应力碳纤维筋锚具组装件疲劳性能试验研究

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1、表兩未聲硕±学位论文预应力碳纤维筋错具组装件疲劳性能试验研究专业名巧；建筑与±太工穂研究生姓名：张晓亚导师姓名；张继女张宇峰ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＮ了ＨＥＦＡＴＩＧＵＥＢＥＨＡＶＩＯ民ＯＦＰＲＥＳＴＲＥＳＳＩＮＧＣＦＲＰ－ＴＥＮＤＯＮＡＮＣＨＯＲＡＧＥＡ％ＥＭＢＬＹＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ出ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＺＨＡＮＧＸｉａｏａｙＳ

2、ｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺＨＡＮＧＪｉｗｅｎＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＺＨＡＮＧＹｕｆｅｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕ化ｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪＵＮＥ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外．论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何

3、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。亦啦巫日巧研巧生签名：；东南大学学位论文使用巧权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复巧件和电子文档、，可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研巧生院办理。研究生签名摘要碳纤维増强复合材料（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒ

4、ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｏｌｍｅｒ／Ｐｌａｓｔｉｃ，简称ＣＦＲＰ）筋材具有强度高、ｙ重量轻、、。抗疲劳耐腐蚀等优良特性，是用于制作预应力筋或拉索的理想材料然而该材料抗剪性能较差。，抗挤压刚度不足，用作预应力筋需解决其储固问题同时预应力碳纤维筋用在受循环荷载。作用的结构设计中时，其抗疲劳性能也必须成为考虑的重要因素针对Ｗ上问题，首先．本文将预应力碳纤维筋铅固问题的研究重点放在错固区碳纤维筋所受径向压应力上，通过分析夹片长度、错环倾角及摩擦系数等参数，确定了各错固变量的最佳值，为碳纤维预应力筋夹片式错具的研巧开发提供参考。接下来在拉－拉

5、疲劳荷载下预应力碳纤维筋巧具组装件的抗疲劳性能试验结累显示，碳纤维筋在自由段发生破断，两端错固良好。，表明新型夹片式巧具沮装件满足疲劳试验要求同时，对试验结果的分析显示，在疲劳加载过程中，碳纤维筋受拉刚度的变化可Ｗ分为Ｈ个阶段：受拉刚度有所上６升阶段。、受拉刚度呈均匀变化阶段和受拉刚度迅速下降阶段而碳纤维筋ｋｌＯ周最大应力条件疲劳极限平均價为．，１５０１４ＭＰａ接近于静强度的７５％，说明碳纤维材料应用于预应力结构具有优异的疲劳性能。－－－基于Ｗ上分析，本文采用不同的应力寿命（ＳＮ）曲线模型拟合了Ｎ曲线公式Ｓ，公式可Ｗ在一一－定程度

6、上预测本文试验条件下碳纤维筋的疲劳寿命。同时，本文提出了种新的Ｈ参数ＳＮ曲线－模型，模型具有明确的物理意义，有较高的拟合精度。ＳＮ曲线表明，试验碳奸维筋疲劳寿命达到达到２００万次时对应的应为幅约为３９２ＭＰａ。而碳巧维筋疲巧寿命曲线与４００ＭＰａ高强钢筋、１８６０级钢绞线的对比表明，碳纤维筋的疲劳性能远优于４００ＭＰａ高强钢筋和１８如级钢绞线。然后本文建立了在拉－拉疲劳荷载作用下的碳纤维筋累积损伤模型。本文基于目前适用性较强的Ｙａｎｇ剩余刚度模型，采用割线模量Ｓ（ｎ）来描述ＣＦＲＰ筋的疲劳损伤，分析结果显示，本试验条件下，碳纤维筋剩余刚

7、度预测模型在中长疲劳寿命时可靠度较高，说明在疲劳荷载作用下不同循环加载次数时的ＣＦＲＰ筋动态刚度及变化规律，能够较好的适用Ｙａｎｇ剩余刚度模型公式。在此基础上，本文一对模型中的刚度退化系数Ｑ提出了估算方法。同时，本文提出了种新的剩余刚度模型．用于预测ＣＦＲＰ筋的剩余刚度具有较好的精度，并且模型本身具有实际的物理意义直观的反映化Ｃ，能够ＦＲＰ筋的损伤状况。最后．本文研巧了碳纤维筋错固系统抗疲劳性能的有限元分析，通过名义应立法，应用实际载荷和材料数据，基于有限元应力结果，应用ＭＳＣＦａｔｉｇｕｅ软件进行ＣＦＲＰ筋的疲劳寿命预测，与实际

8、的试验寿命较为吻合于虚拟疲劳设计软件的