CFRP配筋混凝土梁非線性分析.pdf

1、CFRP以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕和抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)有望成為處于惡劣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)鋼筋的替代品。但是CFRP筋應(yīng)力.應(yīng)變關(guān)系直至破壞都為線性,沒有明顯的屈服臺階,材料破壞屬于脆性破壞；另外CFRP筋抗拉強(qiáng)度很高,但抗剪強(qiáng)度較低。因此,將其用于結(jié)構(gòu)中不僅僅是材料的代替,還必須先對因CFRP筋力學(xué)特性所引起的問題進(jìn)行研究。
　　 進(jìn)行了4根混凝土簡支梁受力全過程試驗(yàn)研究,其中3根為CFRP配筋,另一根為普通鋼筋混凝土對比梁。3

2、根CFRP配筋混凝土梁所采用的CFRP受拉主筋相同,但第一根梁的CFRP筋為單層布置,第二根梁的CFRP筋為單層布置且在受壓區(qū)配置附加螺旋鋼筋,第三根梁的CFRP筋為雙層布置且在受壓區(qū)配置附加螺旋鋼筋。試驗(yàn)表明,CFRP配筋混凝土梁的跨中荷載.撓度曲線呈現(xiàn)為兩個階段:彈性階段及開裂后彈性階段；這與普通鋼筋混凝土適筋梁的三階段荷載-撓度曲線不同。試驗(yàn)中,由于CFRP筋與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度不足,導(dǎo)致CFRP配筋混凝土梁的裂縫數(shù)量較少、間距較

3、大、寬度較寬,與純無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的裂縫分布類似。
　　 通過對CFRP普通配筋混凝土試驗(yàn)梁可變形性指標(biāo)的分析表明,在混凝土受壓區(qū)配置螺旋鋼筋及將CFRP筋分層布置能夠提高梁的可變形性。
　　 采用OpenSees有限元分析程序?qū)RP配筋混凝土梁的受力全過程進(jìn)行了非線性分析,包括CFRP普通配筋混凝土梁、AFRP有粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁及CFRP體外無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁。與即有的試驗(yàn)結(jié)果對比表明,分析中所采用的單元

4、類型、材料本構(gòu)關(guān)系、建模方法及求解方法是可行的。
　　 采用OpenSees對影響CFRP配筋混凝土梁進(jìn)行了參數(shù)分析。計(jì)算結(jié)果表明,提高混凝土強(qiáng)度等級和增加CFRP配筋率,能有效改善CFRP普通配筋混凝土梁的受力性能及可變形性；提高混凝土強(qiáng)度等級、增加CFRP預(yù)應(yīng)力筋配筋率、增大有效預(yù)應(yīng)力及減小普通鋼筋配筋率,能有效改善CFRP部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受力性能；而在滿足承載力要求的情況下,減小CFRP預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋的配筋率及有效