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      與鋼筋相比，碳纖維增強聚合物筋具有抗拉強度高、抗腐蝕、密度小、熱膨脹系數與混凝土相近以及彈性模量略低于普通鋼筋等特點，在結構中替代鋼筋可以有效解決鋼筋的銹蝕問題，是鋼筋的理想替代品。
      20世紀80年代以來，國內外學者對CFRP筋與混凝土之間的傳力機理、材料特性和結構性能開展了一系列研究。結果表明：預應力CFRP筋混凝土構件正截面承載力計算服從截面靜力平衡條件、變形協調條件以及混凝土和CFRP筋的本構關系，但在荷載作用下的力學性能和耗能性能都較預應力鋼筋混凝土構件差，破壞呈明顯脆性特征。而在構件中配置一定數量非預應力鋼筋形成部分預應力CFRP筋混凝土構件用以提高構件延性的研究，目前開展的很少。
      研究以CFRP筋作無黏結預應力筋，以普通鋼筋作非預應力受力筋，制作了4根無黏結CFRP筋部分預應力混凝土簡支梁，完成了4點彎曲加載試驗，對這類構件受力性能進行了研究。基于試驗及有限元分析結果，提出了正截面受彎承載力和剛度的計算公式。
      設計制作了4根試驗梁。試驗梁中預應力CFRP筋的面積和有效預應力值、普通縱向受拉鋼筋所需的面積，由綜合配筋指標β0決定，β0=(ｆｙＡｓ+σｆｅＡｆ)/(ｆｃｂｈ0)。其中，ｆｙ、Ａｓ分別為非預應力縱向鋼筋的屈服強度、面積，σｆｅ、Ａｆ分別為CFRP筋的有效預應力、面積，ｆｃ、ｂ、ｈ0分別為混凝土強度等級、試驗梁寬和截面有效高度。梁截面尺寸均為200ｍｍ×300ｍｍ，計算跨度為3800ｍｍ，混凝土強度等級為Ｃ40。CFRP筋保證強度為2 800ＭＰａ，彈性模量為170ＧＰａ。試驗梁基本參數列于表，梁的截面配筋如圖所示。
      試驗梁中CFRP筋均為直線布置，為保證試驗過程中不發生斜截面受剪破壞，在剪跨區段布置了足夠數量的箍筋。預應力CFRP筋的張拉與錨固采用作者在文獻中提出的方法。試驗前進行了材料性能試驗，其中混凝土立方體抗壓強度實測平均值為49.8ＭＰａ，ＨＲＢ335的實測平均值為ｆｙ=393.6ＭＰａ，ｆｕ=592ＭＰａ。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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