預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、本文在試驗(yàn)研究、非線性有限元分析和理論研究的基礎(chǔ)上，對預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究。需要指出，本文研制的高性能預(yù)應(yīng)力FRP筋粘結(jié)型錨具以及完成的體外預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁試驗(yàn)與理論研究在國內(nèi)均屬首次。本文的主要研究工作包括：　　第一部分，通過60個拉拔試件對不同種類FRP筋與不同環(huán)境介質(zhì)之間的粘結(jié)-滑移特征、破壞形態(tài)、粘結(jié)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果表明：在滑移值為0.3mm-0.4mm時CFRP絞線筋的粘結(jié)應(yīng)力

2、達(dá)到最大，相比之下鋼絞線試件，粘結(jié)應(yīng)力最大值發(fā)生在20mm左右時；絞線筋的直徑對粘結(jié)強(qiáng)度的影響并不明顯，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，其粘結(jié)強(qiáng)度有所增加；CFRP絞線筋的粘結(jié)失效強(qiáng)度比鋼絞線大約1.3-1.4倍，而鋼絞線的最大粘結(jié)強(qiáng)度比CFRP絞線筋大1.3-1.5倍。另外，本文還建議了不同類型FRP筋與不同環(huán)境介質(zhì)之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)建議，并給出了不同類型FRP筋與不同介質(zhì)環(huán)境之間的粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系表達(dá)式?！　〉诙糠?，研制了適用于高性能C

3、FRP絞線筋的粘結(jié)型錨具體系，對該錨具進(jìn)行的試驗(yàn)研究與非線性有限元全過程分析結(jié)果表明，該錨具錨固性能良好?！　〉谌糠郑ㄟ^6根有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力CFRP筋混凝土梁單調(diào)靜力荷載下的試驗(yàn)研究，彎矩-曲率、極限承載力以及變形特性等進(jìn)行系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)考察了張拉控制應(yīng)力、配筋率等對其受力性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：提高張拉控制應(yīng)力可以提高梁的抗裂度；有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁具有較高的承載力和極限變形，并有良好的位移延性；張拉控制應(yīng)力的提高以及配

4、筋率的增大都對梁的位移延性不利。　　第四部分，通過7根體外預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁單調(diào)靜力荷載下的試驗(yàn)研究，對彎矩-曲率、極限承載力以及變形特性等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，著重考察了不同體外預(yù)應(yīng)力筋類型、配筋率等對其受力性能的影響。研究表明：體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁具有較高的抗彎承載力和極限變形性能；體內(nèi)體外預(yù)應(yīng)力筋配筋比率為1：2的試件具有較大的承載力安全儲備和良好的位移延性；體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量明顯高于體外預(yù)應(yīng)力筋，約為體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變增量的1.

5、8倍；隨著配筋率的增加，試件位移延性有所降低。　　第五部分，采用ANSYS有限元分析程序分別對有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁、體外預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁受力全過程進(jìn)行了模擬分析，分析結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好。在此基礎(chǔ)上對有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁和體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁開展了有限元參數(shù)分析?！　〉诹糠?，在本文試驗(yàn)和有限元參數(shù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)查閱的國內(nèi)外已有預(yù)應(yīng)力混凝土梁試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究，提出了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力FR