4力FRP体外束应力增量简化计算方法的研究.pdfVIP

预应力FRP体外束应力增量简化 计算方法的研究 安 琳 (东南大学，南京 210096) 摘 要 本文将各国规范和文献中提出的体内无粘结预应力钢束极限应力(或应力增量) 计算的简化公式用于体外预应力钢束和FRP体外束的极限应力(应力增量)的 估算中，在3组实验数据墓础上比较和分析了体外束应力增量、极限应力和抗弯 强度估算值与实验值的偏差，提出了体外束应力计算中应考虑的重要影响因素 关挂词 预应力体外束;极限应力;应力增量;抗弯强度 AnalysisonSimplifiedCalculationmethodsofStress incrementinExternalFRPcable AnLin (SoutheastUniversity,Nanjing 210096) Abstract Theexistedsimplifiedcalculationequationsforultimatestress(orstress increment)ininnerunbondedprestressingsteeltendonsareusedforthoseinexternal prestressingsteeltendonsandFRPcables.Baseon3groupsofexperimentalspecimens, stressincrement,ultimatestressandultimateflexuralstrengtharepredictedand comparedwiththetestedvalues.Theimportantinfluentialfactorsandfutureresearch suggestionsarealsopointedout Keywords external prestressing cable;ultimate stress; stress increment; flexuralstrength 1 概述 在新世纪到来之际，混凝土结构必须不断地改善和提高其性能以迎合结构类型的多样性和体 系的复杂性，以及高新技术的应用和恶劣的环境等带来的特殊要求。而混凝土结构中的加劲材料 是影响结构承载力和耐久性的主要因素，尽管钢筋的锈蚀一直是诱发混凝土结构早期破坏的首要 原因，但长期以来仍是混凝土结构中惟一的加劲材料。 近年，FRP材料的抗锈蚀性、绝缘性和较高的强度一质量比引起了土木工程界的广泛重视，是 否能作为混凝土结构的加劲材料在处于某些特殊环境中的混凝土结构中代替钢筋是目前研究的热 门课题。在过去的十几年间，FRP棒、FRP薄板或织物已在混凝土结构的建造、修复和加固实践中 得到应用。但是，FRP材料的无塑性及其导致的FRP-混凝土结构延性较差等问题仍是其作为棍 凝土加劲材料的致命弱点。 改善FRP-混凝土结构延性的方法之一是采用部分预应力体系。结构的力学分析表明，无粘结 预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土梁相比，虽然极限承载能力较低，但更能有效地发挥受压边 缘混凝土应变;配有预应力FRP体外束的混凝土梁实验表明，破坏阶段由于巨大弹性应变能的释 放而出现在有粘结FRP混凝土梁中的纵向水平裂缝不复存在。体外FRP预应力技术用于结构加 固不仅可以提高构件的承载力且同时能够改善其使用性能，满足了目前加固工程中急需提高构件 118 . 第二届全国土木工程用纤维增强复合材料(F日P)应用技术学术文流会 2002.7 中国 ·昆明 使用性能方面的要求;在新建结构中，可以通过将体外束置于较大的偏心位置而建造出充分发挥材 料性能、轻盈美观的新型桥梁体系。 体外预应力混凝土梁设计中的难点即是体外束极限应力(或应变)的取值问题，这是因为无粘 结束内的应变与混凝土截面的变形协调关系不再存在，而是取决于整个构件的变形情况。从弯曲 分析和设计角度看，若不考虑体外束的二次效应(即偏心距的损失)和转向块处的摩擦力，体外预应 力混凝土梁与体内无粘结预应力