【摘 要】
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近年来,随着碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)筋材的设计理论及施工技术的成熟,CFRP筋逐渐成为钢筋的理想替代品,成功运用到实际工程中。本课题提出的局部配CFRP-PCPs
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近年来,随着碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)筋材的设计理论及施工技术的成熟,CFRP筋逐渐成为钢筋的理想替代品,成功运用到实际工程中。本课题提出的局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁,从施工工艺上可以避免现场张拉的繁琐过程。同时复合筋作为一种预应力棒材,可以有效地储存预应力,这样我们就可以对复合筋进行批量生产,可以有效地缩短工期。局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁是在构件受力的最不利位置(跨中),取最不利区域的长度(纯弯段)进行放置复合筋,这种配筋方法可以避免不必要的浪费,提高了复合筋的利用率,可以在经济上达到最优设计。本文是在国家自然科学基金资助项目(51168006)的依托上,对局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的受力行为进行探究性的试验研究。针对局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的受力过程、承载力、变形以及裂缝进行理论研究,使CFRP-PCPs复合筋的应用范围更广泛,对其投入到实际工程中的简易性和经济性起到一定的推动作用,同时对它的力学性能在以前的基础上更进一步完善:(1)对在此之前的CFRP-PCPs复合筋的受力性能进行总结分析,对其一些性质有一定的认知,在提出局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的设计理念的前提下,了解接下来将要研究的方向以及研究重点。(2)基于5根局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁试验研究,考虑“不同截面的复合筋”、“放置不同根数复合筋”以及“复合筋中CFRP筋不同力张拉力”的参数因子。研究构件的受力过程、破坏过程、极限承载力、裂缝和变形特点。并通过测量、记录获得各试验梁的试验结果数值以及应力-应变曲线。(3)通过试验数据,并结合现行规范,对局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的特征荷载(开裂荷载和极限荷载)、挠度、裂缝间距以及最大宽度进行计算。利用实测数据与相关曲线进行理论分析,同时对现行规范进行适当的修正,最后给出特征荷载、挠度、裂缝最大宽度及间距设计方法。(4)利用ANSYS有限元对局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的受力行为进行非线性有限元模拟分析,同时也对试验结果进行验证。
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