偏心受拉作用下预应力CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂试验

来源期刊：复合材料学报2021年第3期

论文作者：张鹏 桂金洋 邓宇 沈民合 孙飞 赵晓冬

文章页码：920 - 931

关键词：预应力;碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）筋;型钢混凝土构件;抗裂性能;开裂荷载计算;

摘    要：为解决我国型钢混凝土桁架转换层拉杆及低层角柱在正常使用阶段易出现大面积拉裂缝的问题,以轻质高强、防腐的碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）筋为预应力筋,提出可有效控制裂缝的预应力CFRP筋-型钢混凝土结构体系,并对其偏心受拉作用下的抗裂性能进行系统研究。以预应力水平、偏心距、纵筋直径及型钢翼缘厚度为主要参数制作11个构件,通过自行研发的拉-压转换桁架实现偏拉加载。结果表明:引入CFRP筋后CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂度大幅提升,相较于普通偏拉构件,预应力大偏拉构件开裂荷载提高了64.8%～102.3%,预应力小偏拉构件提高了61.7%～117%,其抗裂性能与预应力水平、纵筋直径和型钢翼缘厚度正相关,与偏心距负相关。参照组合结构设计规范,提出构件开裂阶段中和轴的三种位置分布,并推导出开裂荷载公式,与试验值比较吻合度较高,可为其他复合材料筋在预应力偏拉体系的应用提供参考。