【摘要】：CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)擁有優(yōu)異的材料特性,與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線相比CFRP具有抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn);CFRP材料的優(yōu)異特性使其在橋梁工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。將CFRP作為預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)中可以充分利用其抗拉強(qiáng)度高和耐腐蝕的材料特性,同時(shí)達(dá)到提高預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)受力性能和耐久性的作用,這對于處于惡劣自然環(huán)境中的橋梁結(jié)構(gòu)具有重要意義。本文對CFRP預(yù)應(yīng)力筋替代預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的鋼絞線進(jìn)行了探索,研究了CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的設(shè)計(jì)原理及方法、受力性能、構(gòu)造措施;對比了CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁與鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土T梁受力性能的差別。具體研究工作如下:(1)對CFRP筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取值問題進(jìn)行了研究,提出取值計(jì)算方法建議;對CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁破壞模式、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了研究,提出了相對界限受壓區(qū)高度、抗彎承載力、抗剪承載力的計(jì)算方法。(2)對CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁正常使用狀態(tài)設(shè)計(jì)原理和方法進(jìn)行了研究。根據(jù)CFRP筋與鋼絞線的不同給出了預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法;在考慮CFRP材料特性的基礎(chǔ)上對比分析開裂彎矩、最大裂縫寬度、開裂后抗彎剛度的不同計(jì)算方法后給出了CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土開裂彎矩、最大裂縫寬度、開裂后抗彎剛度的計(jì)算方法。(3)建立采用CFRP筋和鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋的30m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁有限元模型,對比分析兩者受力性能;主要對比分析了兩者在預(yù)應(yīng)力損失、抗彎承載力、抗剪承載力、撓度、截面應(yīng)力方面的差別。(4)通過建立CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁有限元模型,對比分析不同張拉控制應(yīng)力、混凝土強(qiáng)度、溫度作用、CFRP筋粘結(jié)長度對T梁受力性能的影響。(5)通過建立CFRP筋采用不同布設(shè)線型時(shí)的有限元模型對比分析了不同布設(shè)線型對結(jié)構(gòu)受力性能的影響;主要對比分析了CFRP筋不同線型的抗拉強(qiáng)度削弱值、抗剪承載力、T梁的撓度以及截面應(yīng)力。(6)通過對CFRP筋錨具形式、粘結(jié)型錨具構(gòu)造、錨固長度、錨下鋼筋構(gòu)造、CFRP預(yù)應(yīng)力筋和普通筋構(gòu)造的研究,給出了具體的構(gòu)造要求。(7)根據(jù)全文研究成果對CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要給出了CFRP預(yù)應(yīng)力混凝土T梁設(shè)計(jì)圖紙相較于鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的不同之處。
【圖文】：

第一章 緒論1.2.1 材料種類碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）中的 CFRP 筋是通過用膠基材料粘合多股連續(xù)碳纖維然后通過模具擠壓而形成的。由此可知 CFRP 筋由碳纖維和膠基材料經(jīng)過特殊的工藝生產(chǎn)而成，其中碳纖維對材料的承載力起到?jīng)Q定性的作用。CFRP 筋的研究開始于西方發(fā)達(dá)國家，他們研究出了很多成果，日本在 CFRP 筋上的研究成果較多。日本研發(fā)了三種具有代表性的 CFRP 筋材料[3]，，其分別為：① CFCCCFCC 由日本東京制鋼株式會(huì)社開發(fā)，由碳纖維（PAN），環(huán)氧樹脂或馬來酰亞胺組成;CFCC 是由多股小股的碳纖維筋纏繞成碳纖維絞線再加熱生成碳纖維索。日本研制了 1、7、19、37 股等多種規(guī)格的 CFCC，在混凝土結(jié)構(gòu)中可以根據(jù)實(shí)際需求采用不同形式的 CFCC。當(dāng) CFCC 用作預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，CFCC可以通過夾片式錨具、粘結(jié)式錨具進(jìn)行錨固。CFCC 產(chǎn)品和錨具如圖 1-1 所示。

需求采用不同形式的 CFCC。當(dāng) CFCC 用作預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，CFCC可以通過夾片式錨具、粘結(jié)式錨具進(jìn)行錨固。CFCC 產(chǎn)品和錨具如圖 1-1 所示。圖 1-1 CFCC 產(chǎn)品和錨具② LeadlineLeadline 由日本三菱化學(xué)株式會(huì)社開發(fā)，由碳纖維和環(huán)氧樹脂組成，其中碳纖維占 65％;Leadline 是由擠拉成型的圓形筋，表面做成帶肋的或者光滑的；其直徑有 1mm～12mm。Leadline 有預(yù)應(yīng)力筋、普通加強(qiáng)筋兩種形式，當(dāng)作為預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，其可通過夾片式錨具或粘結(jié)式錨具進(jìn)行錨固。Leadline 筋產(chǎn)品和錨具如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U442.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王鵬;張長青;陳彥華;李闖;;CFRP筋(碳纖維筋)產(chǎn)品及其工程應(yīng)用探析[J];公路交通技術(shù);2011年06期

2 王鵬;呂志濤;丁漢山;朗冬梅;嚴(yán);;采用CFRP筋施加體外預(yù)應(yīng)力的分析[J];特種結(jié)構(gòu);2007年03期

3 王曉輝;張蜀瀘;薛偉辰;;有粘結(jié)CFRP筋預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算[J];工業(yè)建筑;2006年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

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2 徐新生;FRP筋力學(xué)性能及其混凝土梁受彎性能研究[D];天津大學(xué);2007年

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 劉翠;FRP筋力學(xué)性能及預(yù)應(yīng)力FRP混凝土梁受彎承載力研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 戴萬江;預(yù)應(yīng)力FRP筋混凝土梁受力性能的理論研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

3 余天起;預(yù)應(yīng)力CFRP筋混凝土梁延性性能試驗(yàn)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

本文編號：2688798