【摘 要】
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碳纤维塑料筋(CFRP筋)具有耐腐蚀、强度高、弹模小、应力松弛小等特点,在腐蚀问题比较严重的场合,用它来代替预应力钢筋是一个非常理想的选择.目前,国外已对预应力CFRP筋混凝
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碳纤维塑料筋(CFRP筋)具有耐腐蚀、强度高、弹模小、应力松弛小等特点,在腐蚀问题比较严重的场合,用它来代替预应力钢筋是一个非常理想的选择.目前,国外已对预应力CFRP筋混凝土结构的静力性能进行了较多的研究,有些国家已编制出版了有关设计施工规范或规程.但对预应力CFRP筋混凝土结构在疲劳荷载下的设计方法,目前各国规范还都未涉及.而在铁路桥梁,海洋钻井平台等结构中,疲劳荷载是一种非常重要的荷载形式.因此,开展预应力CFRP筋混凝土结构疲劳性能的研究具有十分重要的理论意义与实用价值.本文对预应力CFRP筋混凝土梁的疲劳性能进行了较为深入的试验研究与理论分析,主要研究工作包括以下五个部分:1)对国内外现有预应力FRP筋混凝土结构疲劳性能的研究成果进行了系统的综述分析.2)基于预应力CFRP筋混凝土梁在预裂条件下的300万次疲劳试验,重点研究了疲劳加载过程中,预应力CFRP筋混凝土梁刚度退化、变形以及应变变化特性,并与预应力钢绞线混凝土梁进行了对比.3)综合混凝土疲劳变形理论、疲劳损伤理论以及非线性有限元原理,提出了一种简便的疲劳全过程分析方法.以大型商用软件ANSYS为平台进行二次开发,实现了这一算法.计算结果与试验值吻合较好.4)进行了预应力CFRP筋混凝土梁在单调荷载下的受力全过程试验,对其受力过程、破坏模式、抗弯承载力、变形特性以及体外预应力筋的极限应力等进行了研究,并提出了有关设计建议.5)运用ANSYS软件对预应力CFRP筋混凝土梁在静力荷载下的受力全过程进行了模拟分析,计算结果与试验值吻合良好.本文的研究工作将为预应力CFRP筋混凝土结构的推广应用提供技术依据和参考.
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