反复荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的力学响应

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1、第43卷第1期2011年2月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．43No．1Feb．201i反复荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的力学响应张剑1艾军1周储伟1叶见曙2林晶2(1．南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016；2．东南大学交通学院，南京。210096)摘要：对于预应力碳纤维增强复合材料(Carbonfiberreinforcedcomposite，CFRP)筋高性能混凝土(Highper．formanceconcrete，HPC)梁，建立了预应力CFRP筋的组

2、合壳单元模型和GFRP筋的分层壳单元模型，结合相关准则研究了预应力CFRP筋HPC梁的几何非线性和材料非线性，分析了反复荷载作用下HPC梁的非线性力学响应。结果表明，单调荷栽作用下预应力CFRP筋HPC梁的跨中挠度和CFRP筋应变的计算结果与试验数据均吻合良好，证明了所提出单元的有效性和研制程序的正确性；反复荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的受拉区配筋种类对HPC梁的力学响应具有显著影响，且梁体破坏时CFRP筋和GFRP筋均未达到相应的极限强度，所得结论供HPC梁设计参考。关键词：复合材料；反复荷裁}CFRP筋；HPC梁；力学响应中图分类号：TB941文献标识码：A文章编

3、号：1005—2615(2011)01—0115-05MechanicalReponsesofHPCBeamwithPrestressedCFRPRebarsSubjectedtoCyclicLoadingZhangJianl，AiJunl，ZhouChuweil，YeJianshu2，LinJin92(1．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofTransportation，SoutheastUnive

4、rsity，Nanjing，210096，China)Abstract：Forahighperformanceconcretebeam(HPCbeam)withprestressedcarbonfiberreinforcedcomposite(CFRP)rebars，theprestressedCFRPandtheGFRPrebarsaremodeledbythecombinedshellelementandthelayeredshellelement．Thegeometricalnonlinearityandmaterialnonlinearityofthecombine

5、d—layeredshellelementarecompletedwithsomerelativecriteria．ThenonlinearmechanicalresponsesofHPCbeamswithprestressedCFRPrebarssubjectedtOthecyclicloadingarestudied．WhentheHPCbeamsaresubjectedtOmonotonicloading，thecalculationsincludingdisplacementsofmiddlespanandstrainsofCFRPrebarsareingoodag

6、reementswiththeexperimentresults．Resultsindicatetheefficiencyofthenonlinearelementandthecorrectnessofthecompiledprocedure．WhenHPCbeamswithprestressedCFRPrebarsaresubjectedtothecyclicloading，mechanicalbehaviorsofHPCbeamsareaffectedbythetypeofthecommonrebarassembledinthetensilearea．Whenthebe

7、amsfail。thestrengthsoftheCFRPandGFRPrebarsarebothbelowthecorrespondingultimatestrengths．Conclu—sionsprovidereferencesforthedesignofHPCbeams．Keywords：compositematerial；cyclicloading；carbonfiberreinforcedcompositerebar；highperfor一manceconcretebeam；mechanicalresp