體外預(yù)應(yīng)力CFRP混凝土薄壁箱梁抗彎性能數(shù)值分析.pdf

1、體外預(yù)應(yīng)力CFRP混凝土薄壁箱梁結(jié)合了體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)越性和CFRP材料的良好性能，符合環(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展要求。為其能推廣應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)，本文在體外預(yù)應(yīng)力CFRP混凝土薄壁箱梁抗彎性能試驗研究的基礎(chǔ)上，利用ANSYS軟件對試驗箱梁進(jìn)行了全過程試驗?zāi)M和參數(shù)分析，主要研究成果如下:
　　1.利用ANSYS建立試驗箱梁有限元分析模型，分析得到的荷載-撓度曲線、荷載-CFRP應(yīng)力增量曲線以及跨中截面頂、底板混凝土應(yīng)變

2、分布規(guī)律均與試驗實測值吻合較好。驗證了利用ANSYS軟件，選擇合適的單元模型和材料本構(gòu)關(guān)系可以較準(zhǔn)確地模擬體外預(yù)應(yīng)力CFRP混凝土箱梁受力-變形全過程。
　　2.通過對CFRP筋初始張拉預(yù)應(yīng)力的參數(shù)分析得出:初始張拉預(yù)應(yīng)力從0.3fptk增加到0.65fptk，箱梁的開裂荷載提高幅度達(dá)96.4％，雖然CFRP筋的極限應(yīng)力增量有所降低，但其有效利用率在0.65fptk時達(dá)到97.5％，且反拱度滿足要求，使得CFRP筋的應(yīng)力得到了充分

3、的發(fā)揮;且初始張拉預(yù)應(yīng)力的提高對箱梁剪力滯效應(yīng)有一定的抑制作用。建議試驗箱梁初始張拉預(yù)應(yīng)力控制在0.65fptk為宜。
　　3.通過對CFRP筋布置形式的參數(shù)分析得出:在初始張拉預(yù)應(yīng)力為0.3fptk的情況下且采用橫隔板式轉(zhuǎn)向塊時，單折線形式箱梁較雙折線形式箱梁的CFRP筋有效利用率有所降低。結(jié)合本次試驗箱梁的實際情況可知，合理的轉(zhuǎn)向塊設(shè)置可以提高CFRP筋的有效利用率。
　　4.通過對跨高比的參數(shù)分析得出:跨高比增大使得開

4、裂荷載、極限荷載均有所降低，相同變形情況下的CFRP筋的應(yīng)力增量減小，但極限應(yīng)力增量有所增加;跨高比增大，箱梁跨中截面剪力滯現(xiàn)象呈越弱趨勢。
　　5.通過對配筋率的參數(shù)分析得出:增大底板受拉縱筋配筋率對箱梁的開裂能力無明顯影響，可以提高箱梁的屈服荷載和極限荷載，但其極限撓度和CFRP筋的極限應(yīng)力增量降低;彈性范圍內(nèi)受拉縱筋配筋率的改變對箱梁底板剪力滯效應(yīng)的影響要大于頂板，但總體來說影響幅度都不是特別明顯;增大CFRP筋的配筋率可以