CFRP預(yù)應(yīng)力筋RPC梁的抗疲勞性能研究.pdf

1、高級復(fù)合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/plastics-碳纖維增強(qiáng)聚合物/塑料)和超高性能混凝土RPC(Reactive Powder Concrete-活性粉末混凝土)都具有高強(qiáng)度和良好的耐久性能，屬于超高性能材料，這兩種材料組合起來形成CFRP預(yù)應(yīng)力筋RPC梁，將極大減輕結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)的耐久性能，具有良好的工程應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)外的試驗(yàn)研究大多限于CFRP預(yù)應(yīng)力筋RPC梁的靜力性

2、能，對于CFRP預(yù)應(yīng)力筋梁的疲勞試驗(yàn)也僅限于CFRP預(yù)應(yīng)力筋普通混凝土梁。本文結(jié)合國家自然基金資助項(xiàng)目“配置碳纖維(CFR-P)預(yù)應(yīng)力筋超高性能混凝土梁的受力性能”的完成，通過對6根CFRP預(yù)應(yīng)力筋RPC梁進(jìn)行了靜力和等幅疲勞試驗(yàn)，研究了RPC鋼纖維含量，荷載水平，受力特征等參數(shù)對這種梁抗疲勞性能的影響，主要完成了以下工作： (1)介紹了本項(xiàng)課題的選題背景，綜述了國內(nèi)外的相關(guān)研究進(jìn)展和基本結(jié)論，并提出了本文的研究工作。

3、(2)完成了CFRP筋和RPC材料的材性試驗(yàn)，得到了CFRP筋和RPC的強(qiáng)度及應(yīng)力-應(yīng)變曲線。 (3)分別對兩組CFRP筋RPC梁進(jìn)行了靜力和疲勞試驗(yàn)。研究的參數(shù)主要有RPC中鋼纖維含量、荷載水平、受力特征等。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對試驗(yàn)梁在疲勞荷載作用下的剛度變化、最大應(yīng)變、殘余應(yīng)變及裂縫發(fā)展等進(jìn)行了較詳細(xì)的分析和討論。 (4)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合混凝土的疲勞變形理論、疲勞損傷理論及非線性分析原理，提出了計(jì)算CFRP預(yù)應(yīng)力筋RP

4、C梁正截面抗彎疲勞全過程的分析方法。方法中考慮了組成材料不同損傷機(jī)制造成的應(yīng)力重分布，通過分段線性分析實(shí)現(xiàn)了混凝土構(gòu)件的非線性損傷過程模擬。并對梁的抗彎疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。 (5)對CFRP筋RPC梁的開裂彎矩計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo)，公式中考慮了正截面疲勞開裂機(jī)理和靜力開裂彎矩的差異，引入了影響結(jié)構(gòu)疲勞開裂的兩個(gè)參數(shù)：混凝土抗拉疲勞的折減系數(shù)及預(yù)應(yīng)力筋在疲勞荷載作用下有效預(yù)應(yīng)力值的折減系數(shù)。另外，本文對試件