與鋼筋相比，碳纖維增強(qiáng)聚合物筋具有抗拉強(qiáng)度高、抗腐蝕、密度小、熱膨脹系數(shù)與混凝土相近以及彈性模量略低于普通鋼筋等特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)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(jì)80年代以來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)CFRP筋與混凝土之間的傳力機(jī)理、材料特性和結(jié)構(gòu)性能開展了一系列研究。結(jié)果表明：預(yù)應(yīng)力CFRP筋混凝土構(gòu)件正截面承載力計(jì)算服從截面靜力平衡條件、變形協(xié)調(diào)條件以及混凝土和CFRP筋的本構(gòu)關(guān)系，但在荷載作用下的力學(xué)性能和耗能性能都較預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件差，破壞呈明顯脆性特征。而在構(gòu)件中配置一定數(shù)量非預(yù)應(yīng)力鋼筋形成部分預(yù)應(yīng)力CFRP筋混凝土構(gòu)件用以提高構(gòu)件延性的研究，目前開展的很少。
      研究以CFRP筋作無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，以普通鋼筋作非預(yù)應(yīng)力受力筋，制作了4根無黏結(jié)CFRP筋部分預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，完成了4點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn)，對(duì)這類構(gòu)件受力性能進(jìn)行了研究。基于試驗(yàn)及有限元分析結(jié)果，提出了正截面受彎承載力和剛度的計(jì)算公式。
      設(shè)計(jì)制作了4根試驗(yàn)梁。試驗(yàn)梁中預(yù)應(yīng)力CFRP筋的面積和有效預(yù)應(yīng)力值、普通縱向受拉鋼筋所需的面積，由綜合配筋指標(biāo)β0決定，β0=(ｆｙＡｓ+σｆｅＡｆ)/(ｆｃｂｈ0)。其中，ｆｙ、Ａｓ分別為非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的屈服強(qiáng)度、面積，σｆｅ、Ａｆ分別為CFRP筋的有效預(yù)應(yīng)力、面積，ｆｃ、ｂ、ｈ0分別為混凝土強(qiáng)度等級(jí)、試驗(yàn)梁寬和截面有效高度。梁截面尺寸均為200ｍｍ×300ｍｍ，計(jì)算跨度為3800ｍｍ，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為Ｃ40。CFRP筋保證強(qiáng)度為2 800ＭＰａ，彈性模量為170ＧＰａ。試驗(yàn)梁基本參數(shù)列于表，梁的截面配筋如圖所示。
      試驗(yàn)梁中CFRP筋均為直線布置，為保證試驗(yàn)過程中不發(fā)生斜截面受剪破壞，在剪跨區(qū)段布置了足夠數(shù)量的箍筋。預(yù)應(yīng)力CFRP筋的張拉與錨固采用作者在文獻(xiàn)中提出的方法。試驗(yàn)前進(jìn)行了材料性能試驗(yàn)，其中混凝土立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)測平均值為49.8ＭＰａ，ＨＲＢ335的實(shí)測平均值為ｆｙ=393.6ＭＰａ，ｆｕ=592ＭＰａ。

                                                                                  專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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