体外CFRP预应力筋RPC梁的受力性能研究

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1、学校代号10532学号S150100051+分类号U448.213密级公开硕士学位论文体外CFRP预应力筋RPC梁的受力性能研究学位申请人姓名黄正猛培养单位土木工程学院导师姓名及职称方志教授学科专业土木工程研究方向混凝土结构基本理论论文提交日期2018年5月31日学校代号：10532学号：S150100051密级：公开湖南大学硕士学位论文体外CFRP预应力筋RPC梁的受力性能研究（国家重点研发计划课题：2017YFC0703008）学位申请人姓名：黄正猛导师姓名及职称：方志教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月31日论文答辩日期：2018年6月03日答辩委

2、员会主席：汪梦甫教授InvestigationonmechanicalperformanceofRPCBeamsPrestressedwithExternalCFRPTendonsbyHUANGZhengMengB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorFANGZhi

3、May,2018由扫描全能王扫描创建体外CFRP预应力筋RPC梁的受力性能研究摘要以具有抗压强度高、耐久性好的活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，简称RPC）替换普通混凝土作为结构材料，以高强、免锈蚀、疲劳性能好的碳纤维增强复合材料（Carbon-Fiber-Reinfoced-Plastics，简称CFRP）替换钢制绞线作为体外预应力筋，可望形成一种结构性能和耐久性能优良的体外预应力混凝土结构，而有效减轻结构自重、增大结构跨越能力、并提高结构的耐久性。此外，对采用海水、海砂制备混凝土的海洋混凝土结构中，宜将体外CFRP预应力筋RPC梁中的钢筋以具有免锈蚀特性的F

4、RP筋替换，形成高耐久性的全FRP配筋体外预应力RPC结构。目前国内外对RPC及CFRP材料的力学性能已进行了较多的研究，而对其结构方面的受力性能研究还较少，尤其是对体外配置CFRP预应力筋RPC梁的受力性能研究还鲜有文献报导，因此，本文在国家重点研发计划“纤维增强复合材料新型结构应用关键技术集成与示范”（编号：2017YFC0703008）课题的资助下，对体外配置CFRP预应力筋RPC梁的受力性能进行了试验及理论研究，主要内容如下：（1）以剪跨比、张拉控制应力及预应力度为试验参数，进行了4根体内配置普通钢筋、体外配置CFRP预应力筋的RPC梁抗弯性能试验，获取了梁的荷载-挠度曲线、开裂荷

5、载、屈服荷载、极限荷载、体外预应力增量、破坏特征、裂缝分布与发展、混凝土应变、钢筋应变等试验结果，并以试验结果为基础，详细分析了各参数对梁受力性能的影响。（2）基于抗弯性能试验结果建立了体外预应力混凝土梁基于梁体变形的体外预应力增量计算模型，推导了体外预应力增量的计算方法；提出了体外CFRP预应力RPC梁的开裂弯矩、极限弯矩及使用阶段梁体变形的计算公式，并以试验结果验证了计算公式的适用性；编制非线性数值分析程序对体外CFRP预应力RPC梁的抗弯性能进行了非线性全过程分析，利用程序对其抗弯性能进行了全面的参数分析。（3）以预应力度、初始张拉控制应力及剪跨比为试验参数，进行了7根体内配置GFR

6、P筋、体外配置CFRP预应力筋的全FRP配筋体外预应力RPC梁抗剪性能试验，获取了梁的荷载-挠度曲线、开裂荷载、极限荷载、体外预应力增量、破坏特征、裂缝分布与发展、混凝土应变、GFRP筋应变等试验结果。根据试验结果，结合相关规范及文献研究，提出了全FRP配筋体外预应力RPC梁的抗剪承载力计算公式，并对公式的适用性进行了验证。关键词：活性粉末混凝土；纤维增强复合材料；试验；抗弯性能；抗剪性能II硕士学位论文AbstractWithhighcompressivestrengthandexcellentdurability,ReactivePowderConcrete(RPC)couldrepl

7、acetheordinaryConcreteasastructuralmaterial.Withhighstrength,superiorcorrosionresistanceandgoodfatigueperformance,CarbonFiberReinfocedPlastics(CFRP)couldreplacethesteelstrandedwireasexternallyprestressedtendons.T