无粘结预应力CFRP筋混凝土梁短期刚度研究.pdf

第 42卷 第 1期 人 民 长 江 VO1．42．No．1 2011年 1月 Yangtze River Jan．， 2011 文章编号 ：1001—4179(2011)01—0080—03 无粘结预应力 CFRP筋混凝土梁短期刚度研究 薛 辉 (黑龙江八一农垦大学 工程学院，黑龙江 大庆 l63319) 摘要 ：以CFRP筋作无粘结预应力筋 同时配置一定数量的非预应力钢筋 ，设计制作 了4根无粘 结预 应力 CFRP 筋混凝土简支梁，通过静载试验考察该类构件 的受弯性能 在对试验数据进行分析 的基础上 ，根据实测荷载 一 挠度 曲线并结合基 于双折直线理论的刚度计算模式 ，提 出了适合 无粘 结预应 力CFRP筋混凝 梁的短期刚度 计 算公 式。 关 键 词 ：无粘结预 应力；CFRP筋 ；混凝土梁；短期刚度 中图法分类号 ：TU378．2 文献标志码 ：A 钢筋混凝土结构常常会因为钢筋的锈蚀而影响结 1所示 。CFRP筋锚具组装件试件参数见表 1。 构 的使用性能和耐久性，特别是在强腐蚀性介质和高 应力的共 同作用下 ，会使钢筋生锈，混凝土保护层剥 半圆钢管 CFRt筋 xMl5 锚具 落 ，导致钢筋混凝土结构提前破坏 ，若发现处理不及时 600 将导致灾难的发生。碳纤维增强塑料筋 (CarbonFiber ReinforcedPlastics)性能优异，不仅重量轻、比强度大 、 图1 CFRP筋锚具组装件 (单位 ：mm) 弹性模量高 J，而且耐热性高以及化学性能稳定 ，是 表 1 CFRP筋锚具试件参数 替代预应力钢丝 、钢绞线 的理想材料 ，尤其适用于环 境恶劣 、腐蚀性高的工程中。 本文在对试验数据进行分析的基础上，提出了这 类构件在荷载效应标准组合作用下短期刚度计算公 式 。 1．2 CFRP筋力学性能测试方案及试验结果 1 锚具设计 CFRP筋锚具组装件的试验在穿心式千斤顶中进 1．1 CFRP筋锚具组装件试件 的制作 行 ，利用端部的传感器控制并测量所加荷载 ，采用分级 加载，每级 10kN。加载示意图如图2所示。 选用 XM15—1夹 片锚具 为基本锚 具 ，国产 光圆 CFRP筋为研 究对象。CFRP筋锚具组装件试件共制 作 2组 ，这 2组 CFRP筋 的直径分别为 8，10mm。半 圆钢管与 CFRP筋之间利用环氧树脂胶填充。 环氧树脂胶粘结强度 30MPa，当环境温度为70℃ ～ 1O0℃时可在4h左右达到完全 固化 ，25℃时48h固 图2 CFRP筋锚具组装件加载示意 化 。 在所进行的2组共 14个锚具组装件试验中，发生 半圆钢管材质为不锈钢 ，可有效 防止锈蚀 。为保 拉断破坏的共计 13根 。被 拉断 的 CFRP筋破坏部位 证有足够的粘结强度 ，半圆钢管长度为 600mm，如图 有两大类 ：一类是拉断点位于试件中部，筋 中的纤维陆 收稿 日期 ：2010—02—10 作者简介：薛 辉，男，讲师，主要从事土木工程方面的教学与研究工作。E—mail：xuehui6818715@163．conl 第 1期 薛 辉 ：无粘结预应力 CFRP筋混凝土梁短期刚度研 究 81 续被拉