无粘结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁试验与分析

摘要

用CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)筋替代高强钢筋作预应力筋,用普通钢筋作非预应力筋,可避免因预应力筋锈蚀而引起的结构物承载力下降和耐久性降低.为解决CFRP筋锚固问题,在XM夹片锚具与CFRP筋间设置2个一定长度的半圆钢管,通过填充于2个半圆钢管与CFRP筋间的环氧树脂,将张拉及锚固时锚具的夹持力较均匀地分布给夹持区的CFRP筋.根据综合配筋指标的不同,设计和完成了4根以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通Ⅱ级钢筋作非预应力筋的无粘结部分预应力混凝土简支梁试验.试验表明;试验梁的平均裂缝间距仅与非预应力筋直径、有效配筋率及混凝土保护层厚度有关,与无粘结CFRP筋的配置无关.使用阶段按应力增量类比,将无粘结CFRP筋等效为有粘结非预应力筋的换算系数,取为0.35;裂缝分布不均匀系数为1.31;给出计算结果与试验结果吻合良好的裂缝宽度及刚度计算公式;获得了这类梁中无粘结CFRP筋极限应力增量随综合配筋指标增大而线性减小的变化规律,进而基于力的平衡提出了这类梁正截面承载力计算公式.