CFRP箍筋预应力混凝土T梁抗剪性能研究

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预应力钢筋混凝土结构广泛应用于各类结构工程中,但钢筋的腐蚀问题表现的日益严峻,因此耐腐蚀材料应运而生。纤维增强材料(FRP)就是其中发展迅速的一种。CFRP筋具有轻质高强、弹模较钢筋小、线弹性无屈服强度等特点。目前的研究主要集中在FRP筋作纵筋时梁的抗弯性能,对FRP作箍筋时梁的抗剪性能研究很少。为推动全FRP筋结构的设计应用,有必要研究FRP箍筋梁的抗剪性能。本文通过ANSYS建立有限元模型,在此基础上讨论CFRP箍筋预应力混凝土梁的抗剪性能。所做的主要工作如下:总结了FRP筋的构成、分类、生产工艺与其基本性能,并整理FRP筋混凝土梁抗剪性能研究进展。总结分析经典的钢筋混凝土梁受剪承载力计算理论,及新近提出的两种适用于FRP筋混凝土梁的抗剪计算方法;采用ANSYS做一试验梁的仿真分析,对比分析试验结果,验证建模方法的正确性,也说明研究中有限元分析的可靠性。然后建立CFRP箍筋预应力T梁分析模型,并改变剪跨比、箍筋间距、混凝土强度等级、张拉控制应力、翼缘宽度等参数,研究其对抗剪承载力及构件变形性能的影响;运用中国、美国、加拿大规范FRP箍筋混凝土梁抗剪承载力公式计算模拟梁的抗剪承载力,并将公式计算结果与有限元分析结果对比,分析各国规范计算公式的特点。在已有理论基础上理论,结合本文有限元计算结果,试提出CFRP筋预应力混凝土T梁抗剪承载力简化公式;为保证构件正常使用状态的适用性,需控制斜裂缝宽度,引入一种钢筋混凝土梁斜裂缝宽计算模型,将其推广到CFRP箍筋预应力梁的斜裂缝宽度计算中,该公式可为确定FRP箍筋的设计强度提供参考。
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