与钢筋相比，碳纤维增强聚合物筋具有抗拉强度高、抗腐蚀、密度小、热膨胀系数与混凝土相近以及弹性模量略低于普通钢筋等特点，在结构中替代钢筋可以有效解决钢筋的锈蚀问题，是钢筋的理想替代品。
      20世纪80年代以来，国内外学者对CFRP筋与混凝土之间的传力机理、材料特性和结构性能开展了一系列研究。结果表明：预应力CFRP筋混凝土构件正截面承载力计算服从截面静力平衡条件、变形协调条件以及混凝土和CFRP筋的本构关系，但在荷载作用下的力学性能和耗能性能都较预应力钢筋混凝土构件差，破坏呈明显脆性特征。而在构件中配置一定数量非预应力钢筋形成部分预应力CFRP筋混凝土构件用以提高构件延性的研究，目前开展的很少。
      研究以CFRP筋作无黏结预应力筋，以普通钢筋作非预应力受力筋，制作了4根无黏结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁，完成了4点弯曲加载试验，对这类构件受力性能进行了研究。基于试验及有限元分析结果，提出了正截面受弯承载力和刚度的计算公式。
      设计制作了4根试验梁。试验梁中预应力CFRP筋的面积和有效预应力值、普通纵向受拉钢筋所需的面积，由综合配筋指标β0决定，β0=(ｆｙＡｓ+σｆｅＡｆ)/(ｆｃｂｈ0)。其中，ｆｙ、Ａｓ分别为非预应力纵向钢筋的屈服强度、面积，σｆｅ、Ａｆ分别为CFRP筋的有效预应力、面积，ｆｃ、ｂ、ｈ0分别为混凝土强度等级、试验梁宽和截面有效高度。梁截面尺寸均为200ｍｍ×300ｍｍ，计算跨度为3800ｍｍ，混凝土强度等级为Ｃ40。CFRP筋保证强度为2 800ＭＰａ，弹性模量为170ＧＰａ。试验梁基本参数列于表，梁的截面配筋如图所示。
      试验梁中CFRP筋均为直线布置，为保证试验过程中不发生斜截面受剪破坏，在剪跨区段布置了足够数量的箍筋。预应力CFRP筋的张拉与锚固采用作者在文献中提出的方法。试验前进行了材料性能试验，其中混凝土立方体抗压强度实测平均值为49.8ＭＰａ，ＨＲＢ335的实测平均值为ｆｙ=393.6ＭＰａ，ｆｕ=592ＭＰａ。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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