预应力FRP筋增强RC梁受弯破坏模式研究

第３４卷第５期　２Ｏ１２年１０月　土木建筑与环境３－程　ａｌＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ。Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．３４　ＮＯ．５　０ｃｔ．２Ｏ１２　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—４７６４．２０１２．０５．０１５　预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁受弯破坏模式研究　朱虹　，张继文　（东南大学ａ．混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室ｂ．城市工程科学技术研究院，南京２１００９６）　摘　要：针对同时配有非预应力钢筋和有粘结预应力ＦＲＰ筋的混凝土梁的受弯性能，分别以ＣＦＲＰ　和ＡＦＲＰ作为预应力筋，研究对应于钢筋屈服和对应于ＦＲＰ筋断裂的２类界限相对受压区高度大　小关系的变化，进而研究ＦＲＰ筋性能指标对受弯破坏模式的影响。研究表明，破坏模式与２类界　限相对受压区高度大小直接相关，而２类界限相对受压区高度的大小又受ＦＲＰ筋性能指标的直接　影响，采用ＦＲＰ筋短期性能指标和采用考虑了环境折减系数、徐变断裂折减系数、松弛提高系数和　材料系数后的ＦＲＰ筋长期性能设计值分别进行计算，结果存在着较大差异。４种破坏模式中，破坏　模式Ｉ为设计预期的正常破坏模式，破坏模式ＩＩ、ＩＩＩ和ＩＶ应在设计时予以避免。极限延伸率相对较　小的ＣＦＲＰ筋的张拉控制应力不宜过高，否则会在长期使用过程中先于结构中钢筋屈服发生断裂。　关键词：ＦＲＰ筋；预应力；受弯破坏模式　中图分类号：ＴＵ３８９．９　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—４７６４（２０１２）０５—００９７—０５　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｆｌｅｘｕｒａｌ　Ｆａｉｌｕｒｅ　Ｍｏｄｅ　ｏｆ　ＲＣ　Ｂｅａｍｓ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ＦＲＰ　Ｂａｒｓ　ＺＨＵ　Ｈｏｎｇ。～．ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｗｅｎ。　（ａ．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ；　ｂ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｆｏｒ　Ｕｒｂａｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９６，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅａｍｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ｂｏｔｈ　ｎｏｎ—ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｂａｒｓ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｂｏｎｄｅｄ　ＦＲＰ　ｂａｒｓ　ｗａｓ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ＣＦＲＰ　ｂａｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＡＦＲＰ　ｂａｒ　ｗｅｒｅ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ａｒｅａ，　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｂａｒ　ａｎｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｕｐｔｕｒｅ　ｏｆ　ＦＲＰ　ｂａｒ，ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ＦＲＰ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅｓ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅｓ　ａｎｄ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ａｒｅａ　ａｒｅ　ｗｉｔｈ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌａｔｔｅｒ　ｉｓ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＦＲＰ　ｂａｒｓ．Ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ—ｔｅｒｍ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａＩ　ｆａｃｔｏｒ，ｃｒｅｅｐ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｆａｃｔｏｒ，ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ　ａｎｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｏｕｌｄ　ｈａｖｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅ　Ｉ　ｉＳ　ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ｏｎｅ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｖｏｉｄｅｄ．Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｔｒｏ１　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｆ　ＣＦＲＰ　ｂａｒｓ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ—ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ　ｓｈｏｕｌｄ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｔＯＯ　ｈｉｇｈ，ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ　ｔｈｅ　ｒｕｐｔｕｒｅ　ｏｆ　ＣＦＲＰ　ｂａｒｓ　ｗｉｌｌ　ｈａｐｐｅｎ　ｂｅｆｏｒｅ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｂａｒｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＦＲＰ　ｂａｒ；ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ；ｆｌｅｘｕｒａ１　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅ　收稿日期：２０１２—０３—２０　基金项目：国家自然科学基金（５０９０８０４５）；江苏省自然科学基金创新学者攀登项目（ＢＫ２０１００１５）　作者简介：朱虹（Ｉ９７５一），女，副教授，博士，主要从事ＦＲＰ在土木工程中的应用、结构加固改造与修复研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）　ｓｅｕｚｈｕｈｏｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｒｎ。　９８　土木建筑与环境工程　第３４卷　由于ＦＲＰ筋（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｂａｒ，简　称ＦＲＰ　Ｂａｒ）的弹性模量通常偏低［１　］，因此ＦＲＰ筋　混凝土受弯构件的设计一般由正常使用极限状态下　的变形控制，此时ＦＲＰ筋中应力还很小。对ＦＲＰ　筋施加预应力，不但可使结构构件设计从由变形控　制转变为由承载力控制，而且充分发挥了ＦＲＰ的高　强特性。此外将ＦＲＰ用作预应力筋，代替恶劣环境　中易发生应力腐蚀的高强钢丝或钢绞线口　］，可以提　高结构的耐久性能。　然而，预应力ＦＲＰ筋不仅仅是高强钢丝或钢绞　线的一种简单的替代。由于ＦＲＰ具有破坏前无塑　性这一与钢材显著不同的特征，因此有粘结预应力　ＦＲＰ筋增强的钢筋混凝土梁（ＲＣ梁）与有粘结预应　力高强钢丝／钢绞线增强ＲＣ梁在受力性能上存在　着许多差别　］。　关于有粘结预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁的受弯　破坏模式及抗弯设计方法的研究已有不少　。。。，但　很少定量分析ＦＲＰ性能设计指标取值大小带来的　受弯破坏模式的不确定性。笔者重点针对同时配有　非预应力钢筋和有粘结预应力ＦＲＰ筋增强的混凝　土梁，分别以性能稳定的Ｌｅａｄｌｉｎｅ筋（一种典型的碳　纤维复合筋）和ＦｉＢＲＡ筋（一种典型的芳纶纤维复　合筋）作为预应力筋，研究对应于钢筋屈服和对应于　ＦＲＰ筋断裂的两类界限相对受压区高度大小关系　的变化，进而研究ＦＲＰ筋性能指标对受弯破坏模式　的影响。　１　基本假定及材料的本构关系　对于同时配有非预应力钢筋和有粘结预应力　ＦＲＰ筋的混凝土梁，有如下基本假定：　１）截面应变保持平面，包括混凝土、钢筋及预　应力ＦＲＰ筋的应变，预应力筋与混凝土间完全　粘结。　２）受拉区混凝土的作用忽略不计。　３）混凝土、钢筋的应力一应变关系按照《混凝土　结构设计规范（ＧＢ　５００１０—２０１０》选取。　４）根据笔者研究可知，ＦＲＰ筋应力一应变关系　初期存在非线性段（图１），这与单向纤维片材完全　线弹性的特征有少许差异。非线性主要源于螺纹形　筋材或发辫形筋材受荷初期的几何非线性，因而不　同工艺的ＦＲＰ筋初期非线性也不相同。但由于　ＦＲＰ筋用作预应力筋时，张拉阶段基本消除了初期　的非线性，因而计算中预应力ＦＲＰ筋的弹性模量仍　可取定值ＥｆＤｏ　０．６　ｏ．２　．　图１　ＦＲＰ筋的应力应变关系曲线　２　预应力ＦＲＰ筋增强ｌ　梁受弯破坏　特征　２．１　４种破坏模式　根据梁破坏时混凝土、钢筋和ＦＲＰ筋的状态不　同，有粘结预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁有如下４种可　能的破坏模式：　１）破坏模式Ｉ：非预应力钢筋首先屈服，然后受　压区混凝土压碎，预应力ＦＲＰ筋未断裂（ｅ　＞￡　，　￡　一ｅ　，ｅｆｐ＜：ｅｆ　）。　发生这一模式的破坏时，由于非预应力钢筋已　经屈服，构件的裂缝和挠度很快增加，给人以明显的　破坏预兆，为“适筋破坏”。　２）破坏模式ＩＩ：混凝土压碎，非预应力钢筋未屈　服，预应力ＦＲＰ筋未断裂（￡。一￡　，￡　＜￡　，￡ｆ　＜￡　）。　发生这一模式的破坏时，钢筋未屈服，破坏无预　兆，为“超筋破坏”。在设计中应通过限制条件予以　避免。　３）破坏模式ＩＩＩ：非预应力钢筋屈服，然后预应　力ＦＲＰ筋断裂，混凝土未压碎（￡　＞￡　，￡ｆｐ一￡ｆｕ，　￡　＜￡　）。　这种破坏模式与配筋率（包括ＦＲＰ筋）偏小有　关，可能在ＦＲＰ筋断裂后继而发生少筋破坏，延性　较差。　４）破坏模式ＩＶ：预应力ＦＲＰ筋先断裂，然后非　预应力钢筋屈服或未屈服，最后混凝土压碎（ｅｆｐ—　ｅｆ　，￡　≥ｅｙ或￡　＜ｅｙ，￡　一ｅ。　）。　ＦＲＰ筋的有效预应力过高时将导致这一破坏　模式的发生。　４种破坏模式中，破坏模式Ｉ为设计预期的正常　破坏模式，破坏模式ＩＩ、ＩＩＩ和ＩＶ应在设计时予以　避免。　２．２　２类界限相对受压区高度　按照基本假定，截面应变保持平面。对应于钢　第５期　朱　虹，等：预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁受弯破坏模式研究　９９　筋屈服同时受压区边缘混凝土压碎、预应力ＦＲＰ筋　断裂同时受压区边缘混凝土压碎的２类界限破坏的　界限相对受压区高度分别如下：　１）非预应力钢筋屈服，同时受压区边缘混凝土　压碎的界限破坏如式（１）。　‰一　。一　ｈ。　（１）　３　ＦＲＰ筋性能指标取值对受弯破坏　模式的影响　无论是ＣＦＲＰ筋、ＡＦＲＰ筋还是ＧＦＲＰ筋，极限　强度、弹性模量均在一个较大的范围内变化，因而　ＦＲＰ筋的２类界限相对受压区高度的关系是不确定　的。下面选择国际上常用的、已商业化生产的　２）预应力ＦＲＰ筋断裂，同时受压区边缘混凝土　压碎的界限破坏如式（２）。　ｚ　，ｆｐ一￣ｅｃｂ，ｆｐ　ｆｐ一　Ｌｅａｄｌｉｎｅ和ＦｉＢＲＡ分别作为碳纤维复合筋（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｂａｒ，简称ＣＦＲＰ筋）和芳　纶纤维复合筋（Ａｒａｍｉｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｔｅｄ　Ｐａｌｙｍｅｒ　Ｃｕ　：＿＝干＿　了　兰ｌ＿　　０、Ｊ　ｌｕ　ｆｐ（２　　Ｉｐ　ＩｐＵ，　／一Ｂａｒ，简称ＡＦＲＰ筋）的代表进行分析。　从式（２）可知，ｆ　、　ｆｐｃ和Ｅｆｐ是影响Ｓ。ｂ．ｆｐ的主　要因素。而ＦＲＰ筋的短期性能和长期性能差异较　式中：　和　．｛Ｄ分别为相应的界限相对受压区高　度；ｅ。　为混凝土的极限应变，取０．００３　３；ｆ　和Ｅ　分　别为钢筋的屈服强度和弹性模量；ｆｆ　和％。分别为　ＦＲＰ筋的极限抗拉强度设计值和预应力筋合力点　处混凝土法向应力等于零时的预应力ＦＲＰ筋应力；　Ｅｆｐ为ＦＲＰ筋的弹性模量；ｈ。和ｈｆｐ分别为钢筋的有　大，直接影响到　的具体取值。笔者采用ＦＲＰ筋　短期性能指标（表１）和采用考虑了环境折减系数、　徐变断裂折减系数、松弛提高系数和材料系数后的　ＦＲＰ筋长期性能指标（表２）进行计算对比分析。　表１短期指标　效高度和ＦＲＰ筋的有效高度。　２类界限相对受压区高度之间的关系受到预应　力大小的影响。当预应力相对较小而ＦＲＰ筋的极　限延伸率相对较高时，界限相对受压区高度ｚ。　．ｆＤ小　于　（如图２（ａ）），ＦＲＰ筋断裂发生在钢筋屈服之　后；当预应力较大而ＦＲＰ筋的极限延伸率又较低　时，界限相对受压区高度　ｃｂ．１　大于ｚ　（如图２（ｂ）），　ＦＲＰ筋断裂发生在钢筋屈服之前。　表１中，－厂　为短期极限抗拉强度；‰　…　为张　拉控制应力上限值，采用与钢绞线相同的数值　０．７５　ｆ　；　。…　为最大张拉控制应力时预应力筋　合力点处混凝土法向应力等于０时的预应力钢筋应　力，考虑短期预应力损失，近似取０．９‰　一　。Ｆｉ—　ＢＲＡ的弹性模量取稳定值８４　ＧＰａ＿７］。　然而，ＦＲＰ筋的长期性能与短期性能有较大不　同，通常需要考虑环境折减系数ＣＥ、徐变断裂折减系　数Ｃｃ、松弛提高系数　和ＦＲＰ筋材料系数ｙｍ　。虽然　国际上对不同ＦＲＰ的这些系数取值不一样＿１’１１　１２］，但　总体规律是基本一致的，此处分别选择Ｌｅａｄｌｉｎｅ的环　（ａ）　【ｎＪ　注：括号中的Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ代表４种坏破模式　图２　２类界限相对受压区高度　境折减系数ＣＥ为０．８５、ＦｉＢＲＡ的ＣＦ为０．８５和０．４５　（恶劣环境下，ＦｉＢＲＡ劣化较Ｌｅａｄｌｉｎｅ严重许多）的３　种情况进行分析，其它系数取值如表２所示。　表２长期指标设计值　１ＯＯ　土木建筑与环境工程　第３４卷　表２中：，　，　为长期极限抗拉强度标准值，等　于Ｃ　ｆ　；　为长期极限抗拉强度设计值，等于　＿厂　，ｔ／７　；‰　，…为张拉控制应力上限值，其具体数　值的确定与ＦＲＰ筋的徐变断裂特性密切相关，此　外，考虑到ＦＲＰ筋在应力作用下发生松弛损失后应　力有所降低，张拉控制应力可作适当提高［１］，因此在　－厂　，。的基础上考虑徐变断裂折减系数和松弛提高系　数，即ｃｅｃｃｃ　。综合考虑锚固损失、孔道摩擦损　失和应力松弛等损失，Ｌｅａｄｌｉｎｅ筋和ＦｉＢＲＡ筋的　。…　分别取０．８‰　，　、０．６５‰　…　来进行计算。　图３反映了％。从０增加至　。，…的过程中　＆　，　和＆　之间的相对关系。为了便于比较，忽略ｈ。　和ｈｆｐ的差别，认为＆　Ｉｆｐ和　的相互关系就代表了　．ｚ。　和３２。　之间的关系。虽然当梁高度较小，ｈ。和　ｈ　。差别较大，两者是有所区别的。　ｃ　ｌ　（ａ）用短期设计指标分析　注：ｍＬｅａｄｌｉｎｅ一一ＦｉＢＲＡ．０　４５．…ＦｉＢＲＡ．０．８５　６　（ｂ１用长期设计指标分析　图３　＆ｂ，ｆｐ随　ｆｐｃ／　的变化规律　从图３（ａ）可见，＆　始终小于＆　，表明Ｌｅａｄ—　ｌｉｎｅ筋和ＦｉＢＲＡ筋断裂均在钢筋屈服后发生，此时　截面的应变关系如图２（ａ）所示。当　。比较小时，　也比较小，　与＆　之间的距离较大。随着　。的增大，　与＆　慢慢接近。　用长期设计指标分析，Ｌｅａｄｌｉｎｅ筋和ＦｉＢＲＡ筋　的　ｂ，ｆＤ随　ｆｐ０／ｆｆ　变化如图３（ｂ）所示。Ｌｅａｄｌｉｎｅ筋　的曲线　和直线＆　有交点，表明Ｌｅａｄｌｉｎｅ筋的断　裂可能发生于钢筋屈服后（图２（ａ）），也可能是ＦＲＰ　筋断裂发生于钢筋屈服前（图２（ｂ））；而ＦｉＢＲＡ筋　的＆　．ｆＤ始终都在＆　之下，曲线与水平线间还具有　一定的距离，表明发生ＦｉＢＲＡ筋断裂先于钢筋屈服　的模式ＩＶ破坏的概率较小。　从上述分析可知，预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁受　弯破坏模式受到ＦＲＰ筋性能指标尤其是强度指标　的直接影响，而强度指标与各系数取值密切相关。　在基于概率的设计体系中，各系数的概率统计参数　对构件和结构的可靠度均产生影响，因此需要大样　本空间来确定其数值。目前，对于短期强度标准值，　美国规范取保证率为９９．８７　［１］，在中国规范中，一　般采用与混凝土等材料相同的保证率，即９５　。而　在长期性能指标的研究方面，国际上陆续开展了一　些，但系数取值还很不统一。因此，开展大样本的长　期性能试验（研究蠕变、疲劳性能）和耐久性试验（研　究腐蚀性环境下、潮湿环境下、高温环境下等性能退　化规律），建立数据库，根据概率分布确定相关系数　的概率统计参数，进而根据结构目标可靠度指标来　确定相关系数的取值，是今后ＦＲＰ在土木工程领域　中应用研究的核心工作。　４　结　论　从同时配有非预应力钢筋和有粘结预应力ＦＲＰ　筋混凝土梁的２类界限相对受压区高度的关系出　发，研究了有粘结预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁的常见　破坏模式，得出结论如下：　１）同时配有非预应力钢筋和有粘结预应力ＦＲＰ　筋的混凝土梁的受弯破坏有４种模式，破坏模式与　两类界限相对受压区高度大小关系直接相关，而后　者则受ＦＲＰ筋性能指标的直接影响。破坏模式Ｉ　为设计预期的正常破坏模式，破坏模式ＩＩ、ＩＩＩ和ＩＶ　应在设计时予以避免。　２）高强度高弹性模量的ＣＦＲＰ筋在张拉预应力　阶段伸长值相对较小因而利于张拉，后期应力增量　大因而预应力效果明显，但由于极限延伸率相对较　小，因此ＣＦＲＰ筋的张拉控制应力不宜过高，否则会　在长期使用过程中于结构中钢筋断裂前发生破断，　这一点在设计中应进行充分考虑。　参考文献：　［１］Ｒｅｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ＡＣＩ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ　４４０．Ｇｕｉｄｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ＦＲＰ　ｂａｒｓ　ＥＭ］．ＡＣＩ４４０．１Ｒ一０３．Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ⑥２００３．　第５期　朱　虹，等：预应力ＦＲＰ筋增强ＲＣ梁受弯破坏模式研究　１Ｏ１　［２］Ｗｕ　Ｇ，ｗｕ　ｚ　Ｓ，Ｌｕｏ　Ｙ　Ｂ，ｅｔ　ａ１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ—ＦＲＰ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｂａｒ　ｕｎｄｅｒ　ｕｎｉａｘｉａｌ　ａｎｄ　ｃｙｃｌｉｃ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｌｏａｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡＳＣＥ，２０１０，２２（１０）：１０５６—１０６６．　［３］张普，朱虹，孟少平，等．ＦＲＰ增强钢筋混凝土梁刚度计　算［Ｊ］．建筑结构学报，２０１１，３２（４）：８７—９４．　ＺＨＡＮＧ　Ｐｕ，ＺＨＵ　Ｈｏｎｇ，ＭＥＮＧ　Ｓｈａｏｐｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｃｔｉｏｎａｌ　ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＦＲＰ　ｓｈｅｅｔｓ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｅａｍｓ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１１，３２（４）：８７—９４．　［４］Ｔｈｏｍａｓ　Ｋ．Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ｒｏｂｕｓｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｒＣ］／／　ＣＩＣＥ　２０１０　Ｔｈｅ　５　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｎ　ＦＲＰ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，Ｂｅｉｊ　ｉｎｇ，　Ｃｈｉｎａ．　［５］Ｗａｎｇ　Ｘ，ｗｕ　ｚ　Ｓ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＦＲＰ　ａｎｄ　ｈｙｂｒｉｄ　ＦＲＰ　ｃａｂｌｅｓ　ｆｏｒ　ｓｕｐｅｒ　ｌｏｎｇ—ｓｐａｎ　ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅｓ［Ｊ］．　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１０，９２（１０）：２５８２—２５９０．　［６］朱虹，钱洋．工程结构用ＦＲＰ筋的力学性能ＥＪ］．建筑科　学与工程学报，２００６，２３（３）：２６　３１．　ＺＨＵ　Ｈｏｎｇ。ＱＩＡＮ　Ｙａｎｇ．Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＦＲＰ　ｔｅｎｄｏｎｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，２３（３）：２６—３１．　［７］朱虹．新型ＦＲＰ筋预应力混凝土结构的研究［Ｄ］．南京：　东南大学，２００４．　［８］薛伟辰．新型ＦＲＰ筋预应力混凝土梁试验研究与有限　元分析［Ｊ］．铁道学报，２００３，２５（５）：１０３—１０８．　ＸＵＥ　Ｗｅｉｃｈｅｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ａｎｄ　ＦＥＭ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｅａｍｓ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｎｅｗ—ｔｙｐｅ　ＦＲＰ　ｒｅｂａｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００３，　２５（５）：１０３—１０８．　［９］杜修力，王作虎，詹界东，等．有黏结预应力ＦＲＰ筋混凝　土梁的抗弯设计＿Ｊ］．北京工业大学学报，２００９，３５（７）：　９１５－９２０．　ＤＵ　Ｘｉｕｌｉ，ＷＡＮＧ　Ｚｕｏｈｕ，ＺＨＡＮ　Ｊｉｅｄｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．　Ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｅａｍｓ　ｗｉｔｈ　ｂｏｎｄｅｄ　ＦＲＰ　ｔｅｎｄｏｎｓ　ｌ－Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，３５（７）：９１５—９２０．　［１０］Ｚｈａｎｇ　Ｊ　Ｗ，Ｇｅ　Ｗ　Ｊ，Ｄａｉ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｂｅａｍ　ｈｙｂｒｉｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ＦＲＰ　ｂａｒｓ　ａｎｄ　ｓｔｅｅｌ　ｂａｒｓ［Ｃ］／／ＣＩＣＥ　２０１０一Ｔｈｅ　５　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ＦＲＰ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，Ｂｅｉｊ　ｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ．　［１１］ｗｕ　ｚ　Ｓ，Ｗａｎｇ　Ｘ．１ｗａｓｈｉｔａ　Ｋ，ｅｔ　ａ１．Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ＦＲＰ　ａｎｄ　ｈｙｂｒｉｄ　ＦＲＰ　ｓｈｅｅｔｓ＿Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｐａｒｔ　Ｂ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，４１（５）：３９６—４０２．　［１２］Ｚｈｕ　Ｈ，Ｌｙｕ　ｚ　Ｔ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ　Ｗ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＡＦＲＰ　ｔｅｎｄｏｎｓ［Ｍ］．ＩＳＩＳＳ　２００５一ｔｈｅ　１　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＳｙｍｐｏｓｉｕＩｎ　ｏｎ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ＆　Ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｎ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｖ．　２Ｏ一２２，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ，２００５．　（编辑王秀玲）