飛 渭,李炳宏,江世永,胡顯奇,王蘭民,石錢華

(1.解放軍后勤工程學(xué)院建筑工程系,重慶401311;2.浙江石金玄武巖纖維有限公司,浙江橫店322118;3.甘肅省地震局,甘肅蘭州 730000)

后張無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究

飛 渭1,李炳宏1,江世永1,胡顯奇2,王蘭民3,石錢華2

(1.解放軍后勤工程學(xué)院建筑工程系,重慶401311;2.浙江石金玄武巖纖維有限公司,浙江橫店322118;3.甘肅省地震局,甘肅蘭州 730000)

采用后張法,制作了玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋(BFRP筋)無黏結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁、BFRP筋無黏結(jié)全預(yù)應(yīng)力梁以及對(duì)比用BFRP筋非預(yù)應(yīng)力梁,對(duì)其受彎性能進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),并對(duì)BFRP筋無黏結(jié)部分預(yù)應(yīng)力梁中非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋率對(duì)受彎性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,對(duì)BFRP筋施加預(yù)應(yīng)力,可以明顯提高梁的抗裂度,有效減小梁的撓度和裂縫寬度,改善BFRP筋混凝土梁的正常使用性能;與全預(yù)應(yīng)力梁相比,配置有非預(yù)應(yīng)力鋼筋的部分預(yù)應(yīng)力BFRP筋梁的延性更好;且隨著非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率的增加,梁的屈服荷載和極限荷載隨之提高,裂縫間距、極限裂縫寬度則隨之減小。

玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋;混凝土梁;無黏結(jié);全預(yù)應(yīng)力;部分預(yù)應(yīng)力;后張法;受彎性能

0 前言

我國(guó)有大量工程處于高溫、高寒、高鹽霧等惡劣的環(huán)境之中,如港口、碼頭、橋梁以及化工廠廠房等,若采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)體內(nèi)鋼筋極易銹蝕,嚴(yán)重影響工程的耐久性和可靠性,另一方面,對(duì)有些對(duì)電磁環(huán)境要求嚴(yán)格的建筑物,如地震觀測(cè)站、飛機(jī)跑道、醫(yī)院以及有特殊要求的實(shí)驗(yàn)室等使用傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因結(jié)構(gòu)中鋼筋的存在,無法滿足功能設(shè)備的電磁環(huán)境要求。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞、非磁性等優(yōu)良的新型建筑材料。將FRP纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于上述工程項(xiàng)目中,一方面可解決位于惡劣環(huán)境下建筑工程的鋼筋銹蝕問題,保證建筑工程安全、正常使用,同時(shí)可以節(jié)省大量的后期維護(hù)、加固甚至重建費(fèi)用。另一方面可徹底解決部分對(duì)電磁干擾有特殊要求的建筑工程的功能需求[1-3]。

為了更加充分發(fā)揮FRP筋混凝土梁中的高強(qiáng)度優(yōu)勢(shì),改善FRP筋梁正常使用階段的受力性能[4-5],可采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)[6-7]。同時(shí),由于 FRP筋耐腐蝕特性,使其可以應(yīng)用于無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土領(lǐng)域而不用擔(dān)心銹蝕問題。本文在前期采用BFRP筋進(jìn)行的非預(yù)應(yīng)力BFRP筋梁研究[3]及有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力BFRP筋梁研究[8]的基礎(chǔ)上,采用后張法,將BFRP筋施加預(yù)應(yīng)力后用于混凝土結(jié)構(gòu)中作為增強(qiáng)筋。制作了 1根全預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁和2根部分預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁,同時(shí)制作了1根普通BFRP筋混凝土梁,對(duì)其進(jìn)行三分點(diǎn)加載試驗(yàn),從而了解無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁受彎工作的特點(diǎn),及其與非預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁受彎性能的差異。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

BFRP筋,直徑10 mm,浙江石金玄武巖纖維有限公司。

在進(jìn)行BFRP筋混凝土梁試驗(yàn)前,進(jìn)行了BFRP筋材料性能試驗(yàn)及BFRP筋與混凝土黏結(jié)性能研究[9],材料性能試驗(yàn)結(jié)果表明,BFRP筋為完全線彈性的材料,極限抗拉力(Fpu)為73.8 kN,極限抗拉強(qiáng)度(ffu)為940.1 MPa,極限延伸率為2.19%,抗拉彈性模量(Ef)為40.2 GPa;黏結(jié)性能研究結(jié)果表明BFRP筋與混凝土的黏結(jié)良好。

1.2 主要設(shè)備及儀器

數(shù)字測(cè)力計(jì),AMPV-WB1,成都新普傳感器有限公司;

智能數(shù)字應(yīng)變儀,ZSY-16,自制。

1.3 試件設(shè)計(jì)

為對(duì)比無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力、全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力、非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率等參數(shù)對(duì)BFRP筋混凝土受彎構(gòu)件性能的影響,共設(shè)計(jì)4根試驗(yàn)梁,如表1所示;

表1 試驗(yàn)梁方案設(shè)計(jì)Tab.1 Design details of the test beams

參照國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)[9-10],本次試驗(yàn)張拉控制應(yīng)力取為0.50ffu;

試驗(yàn)梁均采用簡(jiǎn)支梁形式,預(yù)應(yīng)力BFRP筋采用直線束型,配筋及截面設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示,梁全長(zhǎng)3000 mm,凈跨 2100 mm,橫截面為矩形,寬度為200 mm,高度為300 mm。

圖1 試驗(yàn)梁配筋及截面設(shè)計(jì)示意圖Fig.1 Reinforcements and cross-sectional details of the test beams

1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征

試驗(yàn)在門式反力架上進(jìn)行,利用分配梁采用三分點(diǎn)加載方式進(jìn)行加載,采用手動(dòng)液壓千斤頂施加豎向荷載,加載程序按 GB 50152—1992進(jìn)行,測(cè)試試件的開裂荷載、各級(jí)荷載作用下的裂縫寬度、各級(jí)荷載作用下的撓度、屈服荷載和極限荷載,各級(jí)荷載下BFRP筋及鋼筋的應(yīng)變等。

2 結(jié)果與討論

2.1 破壞現(xiàn)象

圖2 各試驗(yàn)梁的破壞狀態(tài)Fig.2 Failure modes of the test beams

各試驗(yàn)梁加載至破壞時(shí)的圖片如圖2所示。從破壞特征上看,非預(yù)應(yīng)力梁B1破壞形式為BFRP筋破斷,而3根BFRP筋無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁破壞形式均為梁頂純彎段混凝土壓碎。從破壞現(xiàn)象上看,全預(yù)應(yīng)力梁是在開裂荷載作用下持荷過程中破壞,具有“一裂就壞”的特性,破壞帶有明顯的突然性。非預(yù)應(yīng)力梁雖破壞前變形已經(jīng)很大,出現(xiàn)明顯的破壞征兆,但破壞后就立刻斷裂。部分預(yù)應(yīng)力梁破壞前撓度和裂縫寬度已經(jīng)較大,有明顯的征兆,且破壞后不至于立即喪失承載能力。因此,相比之下BFRP筋無黏結(jié)部分預(yù)應(yīng)力梁破壞特征較為理想。

值得注意的是,非預(yù)應(yīng)力梁的破壞部位均在加載點(diǎn)附近,類似的情況在有關(guān)FRP筋混凝土梁受彎性能的試驗(yàn)中也有發(fā)生[3]。這種破壞情況有別于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁,BFRP筋混凝土梁的這種特殊破壞形式,在很大程度上與BFRP筋的材料特征和材料特性有關(guān)[11]。

2.2 試驗(yàn)梁受力過程

(1)全預(yù)應(yīng)力筋梁受力過程

UB0梁僅配置2根無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力BFRP筋,混凝土開裂前剛度較大,撓度及纖維筋應(yīng)變變化緩慢、均勻。由于無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變?cè)隽垦亟钊L(zhǎng)平均分布,2根BFRP筋錨固端拉壓傳感器讀值增長(zhǎng)極為緩慢。當(dāng)加載至70 kN持荷過程中,梁上突然出現(xiàn)豎直裂縫,其延伸高度約達(dá)到梁高 2/3處,跨中撓度和BFRP筋應(yīng)變也突然增大。持荷期間,裂縫寬度及梁撓度迅速增大,最后純彎段內(nèi)梁頂混凝土被壓碎,試件發(fā)生受壓破壞?？梢?全預(yù)應(yīng)力梁在開裂荷載持荷期間破壞,具有“一裂就壞”的特點(diǎn)。

(2)部分預(yù)應(yīng)力梁受力過程

由于非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在,部分預(yù)應(yīng)力梁(UB1、UB2)受力過程與全預(yù)應(yīng)力梁明顯不同,最大的區(qū)別是UB1、UB2梁具有明顯的屈服階段。部分預(yù)應(yīng)力梁(UB1、UB2)受彎工作可分為未裂階段、帶裂縫工作、破壞階段3個(gè)受力階段,下面以UB1梁為例說明。

未裂階段:梁在開裂前剛度較大,構(gòu)件變形和材料應(yīng)變發(fā)展緩慢,構(gòu)件作為一個(gè)完整的共同工作的整體,基本上處于彈性工作狀態(tài)。

帶裂縫工作階段:由于非預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用,開裂后百分表與拉壓傳感器的讀數(shù)變化不如UB0梁明顯,且裂縫較B1梁及UB0梁開展緩慢。隨著荷載繼續(xù)增加,梁的撓度發(fā)展明顯變快,荷載-撓度發(fā)展趨勢(shì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)加載,鋼筋應(yīng)變突增,表明鋼筋屈服,此時(shí)可以明顯觀察到百分表和拉壓傳感器讀值突然增大。該階段末期,裂縫基本出齊。

破壞階段:鋼筋屈服后,構(gòu)件進(jìn)入破壞階段。鋼筋屈服后撓度發(fā)展比屈服前變快,荷載-撓度發(fā)展趨勢(shì)再次出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。與全預(yù)應(yīng)力梁相比,部分預(yù)應(yīng)力梁的變形、殘余變形和殘余應(yīng)力均較大。最后純彎段內(nèi)梁頂混凝土被壓碎,試件發(fā)生受壓破壞。

2.3 開裂荷載

由于試驗(yàn)時(shí)難以精確獲取梁第一條裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載值,表2僅給出了實(shí)測(cè)開裂荷載等級(jí)。由表2可看出,(1)預(yù)應(yīng)力BFRP筋梁的開裂荷載比非預(yù)應(yīng)力對(duì)比梁的開裂荷載提高了至少一倍,這表明,施加預(yù)應(yīng)力能有效提高構(gòu)件的抗裂能力;(2)3根預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)梁開裂荷載基本一致,這表明在BFRP筋配筋率及有效預(yù)應(yīng)力一定的情況下,開裂荷載與非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率關(guān)系不大。

表2 試驗(yàn)梁的開裂荷載Tab.2 Cracking resistance loads of the test beams

2.4 非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服荷載

梁UB1和UB2受拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服點(diǎn)荷載等級(jí)如表3所示。屈服荷載是指部分預(yù)應(yīng)力BFRP梁中非預(yù)應(yīng)力鋼筋的屈服荷載,是BFRP筋無黏結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的一個(gè)重要參數(shù),是構(gòu)件剛度變化的第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。試驗(yàn)表明,在其他參數(shù)均一樣的情況下,BFRP筋無黏結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁中非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服荷載與非預(yù)應(yīng)力筋配筋率有關(guān),在一定范圍內(nèi),提高非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率可以有效提高屈服點(diǎn)荷載。

表3 試驗(yàn)梁非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服荷載Tab.3 Yield loads of steel bars in the test beams

2.5 極限荷載

由表4可知,全預(yù)應(yīng)力無黏結(jié)梁UB0的極限荷載遠(yuǎn)小于部分預(yù)應(yīng)力梁和非預(yù)應(yīng)力梁。這是由于UB0梁只配置了2根無黏結(jié)BFRP預(yù)應(yīng)力筋,開裂后中性軸快速上移,造成梁頂局部壓應(yīng)力集中,最終導(dǎo)致開裂后即壓碎破壞,所以該梁極限承載力遠(yuǎn)小于其他幾根試驗(yàn)梁。另外,對(duì)比3根預(yù)應(yīng)力梁的極限荷載,在一定范圍內(nèi),提高非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋率能有效提高構(gòu)件的極限承載力。

表4 試驗(yàn)梁的極限荷載Tab.4 Ultimate loads of the test beams

2.6 試驗(yàn)梁的荷載-撓度曲線

由表5及圖3可知,無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁極限變形僅為非預(yù)應(yīng)力梁的32.5%～59.2%,說明施加預(yù)應(yīng)力能有效提高梁的整體剛度,限制變形的發(fā)展,明顯改善了BFRP梁撓度過大的缺陷。

表5 BFRP筋混凝土梁的跨中極限撓度Tab.5 Ultimate deflections at mid-span of the test beams

由圖3可看出,試驗(yàn)梁的荷載-變形曲線有以下特點(diǎn):

(1)各試驗(yàn)梁開裂之前,基本上處于彈性工作狀態(tài),因而其荷載-變形關(guān)系呈線性發(fā)展,由于開裂前梁剛度較大,因此構(gòu)件撓度發(fā)展十分緩慢;

圖3 試驗(yàn)梁荷載-變形曲線Fig.3 Load-deflection curves of the test beams

(2)非預(yù)應(yīng)力梁B1及全預(yù)應(yīng)力無黏結(jié)梁UB0的荷載-變形關(guān)系曲線呈現(xiàn)雙直線特征,轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)混凝土開裂。構(gòu)件開裂后剛度明顯降低,曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折且撓度發(fā)展明顯加快。由于BFRP筋線彈性的材料特性,構(gòu)件開裂后,其荷載-變形關(guān)系基本上仍然是呈線性發(fā)展的。UB0梁在開裂荷載作用下持荷破壞,該梁開裂后荷載-變形曲線基本呈水平線狀態(tài);

(3)部分預(yù)應(yīng)力梁UB1、UB2的荷載-變形關(guān)系曲線呈現(xiàn)三直線特征,2個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)混凝土開裂和非預(yù)應(yīng)力筋屈服。由于梁UB1非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率較低,開裂后至鋼筋屈服階段明顯短于非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率高的梁UB2,說明提高非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率能有效限制梁剛度的衰減。非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服后,荷載主要由BFRP筋承擔(dān),由于BFRP筋彈性模量較低,因此梁剛度衰減加快,荷載-變形曲線斜率明顯變小;

(4)由卸載曲線可見,全預(yù)應(yīng)力混凝土梁UB0殘余變形很小,部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁卸載完成后殘余變形較大,且非預(yù)應(yīng)力配筋較多的梁UB2殘余變形明顯大于鋼筋配置較少的梁UB1。

2.7 裂縫發(fā)展情況

圖4中,橫線上數(shù)字為觀測(cè)到裂縫出現(xiàn)時(shí)的豎向荷載值,單位為kN;橫線下為極限狀態(tài)下裂縫寬度,單位為mm;梁下方數(shù)字為裂縫間距,單位為mm。由圖4、5可知,試驗(yàn)梁裂縫開展有以下特點(diǎn):

(1)在相同的荷載級(jí)別下,預(yù)應(yīng)力梁的平均裂縫寬度遠(yuǎn)小于非預(yù)應(yīng)力梁,表明預(yù)應(yīng)力可以有效抑制梁裂縫的開展;

(2)全預(yù)應(yīng)力無黏結(jié)混凝土梁裂縫數(shù)量最少,只有1條,且極限狀態(tài)下裂縫寬度最大,部分預(yù)應(yīng)力梁極限裂縫寬度小于非預(yù)應(yīng)力梁。無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁裂縫數(shù)量隨著非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋量的增加而增加,而裂縫間距、極限狀態(tài)下裂縫寬度隨著非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋量的增加而減小;

圖4 各試驗(yàn)梁裂縫開展圖Fig.4 Schematic of cracks on the surfaces of the test beams

(3)非預(yù)應(yīng)力梁裂縫在達(dá)到梁的極限彎矩的0.5倍時(shí)就已出齊,且出現(xiàn)很多水平裂縫。而無黏結(jié)部分預(yù)應(yīng)力梁在彎矩達(dá)到極限彎矩的0.7～0.8倍時(shí)裂縫才出齊,且剛開裂時(shí)預(yù)應(yīng)力梁裂縫延伸高度也低于非預(yù)應(yīng)力梁。這表明,混凝土預(yù)壓應(yīng)力不僅可以提高粱開裂荷載,而且可以有效抑制裂縫的發(fā)展。

2.8 BFRP筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)變變化情況

從圖6可明顯看出,由于預(yù)應(yīng)力的存在,開始受力時(shí)UB0、UB1、UB2梁中的BFRP筋即有較大的應(yīng)變,提前參與了工作,而當(dāng)試驗(yàn)梁達(dá)到極限狀態(tài)時(shí),UB1、UB2梁中的BFRP筋的應(yīng)變遠(yuǎn)大于非預(yù)應(yīng)力梁中的BFRP筋的應(yīng)變,表明由于施加預(yù)應(yīng)力的結(jié)果,可以使BFRP筋提前參與工作并充分發(fā)揮其高強(qiáng)度特性。

圖6 各試驗(yàn)梁加載過程中BFRP筋應(yīng)變變化情況Fig.6 Strains of BFRP tendons at different load stages

從各試驗(yàn)梁BFRP筋應(yīng)變變化曲線可看出,加載過程中非預(yù)應(yīng)力梁B1及全預(yù)應(yīng)力梁UB0的BFRP筋應(yīng)變變化只有2個(gè)階段,即開裂前階段和開裂后階段。而部分預(yù)應(yīng)力梁又在鋼筋屈服點(diǎn)處發(fā)生轉(zhuǎn)折,又增加鋼筋屈服前及屈服后階段。

各梁的BFRP筋應(yīng)變值在梁開裂前后均呈線性增長(zhǎng),開裂后B1梁及 UB0梁BFRP筋應(yīng)變急劇變化,斜率明顯變小,UB0更是呈水平線狀態(tài)發(fā)展。而部分預(yù)應(yīng)力梁 UB1、UB2,由于非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在,BFRP筋應(yīng)變雖然增長(zhǎng)加快,但斜率變化明顯比B1梁及UB0梁小得多,應(yīng)變?cè)隽咳匀徊淮?。同時(shí),無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力BFRP筋極限應(yīng)變隨著非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋量的提高而降低。

3 結(jié)論

(1)相比普通非預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁,采用預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁可以有效地提高梁的開裂荷載,減小裂縫寬度以及撓度,明顯改善了梁在正常使用階段的受力性能;同時(shí),由于預(yù)應(yīng)力的存在,使得預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁中的BFRP筋可以提前參與工作,充分發(fā)揮其高強(qiáng)度的特點(diǎn),使材料性能得到充分利用;

(2)全預(yù)應(yīng)力梁為開裂即破壞的脆性破壞,而采用以BFRP筋為預(yù)應(yīng)力筋,以鋼筋為非預(yù)應(yīng)力筋的部分預(yù)應(yīng)力梁破壞征兆明顯,且破壞后不至于立即喪失承載能力;因此,相比全預(yù)應(yīng)力BFRP筋混凝土梁,配有非預(yù)應(yīng)力鋼筋的部分預(yù)應(yīng)力BFRP筋梁受彎性能較為理想;

(3)當(dāng)預(yù)應(yīng)力BFRP筋配置相同時(shí),各無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力BFRP筋梁的開裂荷載相差不大,但隨著非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率的增加,梁的屈服荷載以及極限承載力隨之提高;同時(shí),梁的裂縫數(shù)量增多,裂縫間距、極限狀態(tài)下裂縫寬度減小,部分預(yù)應(yīng)力梁極限裂縫寬度明顯小于非預(yù)應(yīng)力梁和全預(yù)應(yīng)力梁;

(4)無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁極限變形僅為非預(yù)應(yīng)力梁的32.5%～59.2%,明顯減小;但相對(duì)于全預(yù)應(yīng)力梁在變形很小的情況下就脆性破壞的特點(diǎn)而言,配置了非預(yù)應(yīng)力鋼筋的試驗(yàn)梁在非預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服后仍有一定變形,且極限變形隨著非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋率的增加而增大。

[1] American Concrete Institute.Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars(ACI 440.1R-06)[R].Michigan:American Concrete Institute Committee 440,2003:6-13.

[2] Nanni A.North American Design Guidelines for Concrete Reinforcement and Strengthening Using FRP:Principles,Applications and Unresolved Issues[J].Construction and Building Materials,2003,(17):439-446.

[3] 李炳宏,江世永,飛 渭.玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋混凝土梁受彎性能研究[J].中國(guó)塑料,2009,23(7):69-72.

[4] 江世永,飛 渭,胡顯奇.玄武巖纖維筋混凝土梁撓度計(jì)算方法[C]//第九屆全國(guó)建筑物鑒定與加固改造論文集.北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2008:469-475.

[5] Nanni A.Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars(ACI 440.1R-03)[EB/OL].2010-10-18.http://rb2c.mst.edu/documents/MP-1.pdf.1-6.

[6] 孫朋永,江世永,飛 渭.玄武巖纖維筋混凝土梁非線性有限元分析[J].混凝土,2008,(9):33-35.

[7] American Concrete Institute.Prestressing Concrete Structures with FRP Tendons(ACI 440.4R-04)[R].Michigan:American Concrete Institute Committee 440,2004:2-6.

[8] 飛 渭,李炳宏,江世永,先張法預(yù)應(yīng)力玄武巖纖維筋混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究[J].中國(guó)塑料,2011,25(3):65-69.

[9] James Andrew Gilliland.Truss Model for Predicting Tendon Stress at Ultimate in Unbonded Partially Prestressed Concrete Beams[D].Kingston:Department of Civil Engineering,Queen’s University,1994.

[10] Rashid M A,Mansur M A,Paramasivam P.Behavior of Aramid Fiber-reinforced Polymer Reinforced High Strength Concrete Beams under Bending[J].Journal of Composites for Construction,2005,9(2):117-127.

[11] 李炳宏,江世永,飛 渭.玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋混凝土梁受彎破壞形態(tài)有限元分析[J].中國(guó)塑料,2010,24(4):70-75.

Experimental Study on Flexural Behavior of Post-tensioned Method Unbonded Prestressed Concrete Beams Reinforced with BFRP Tendons

FEI Wei1,LI Binghong1,J IAN G Shiyong1,HU Xianqi2,WAN G Lanmin3,SHI Qianhua2
(1.Department of Architecture Engineering,Military Logistical Engineering University,Chongqing 401311,China;2.Zhejiang GBF Basalt Fiber Co,Ltd,Hengdian 322118,China;3.Seismological Bureau of Gansu Province,Lanzhou 730000,China)

BFRP tendon reinforced unbonded fullly post-tensioned and partially post-tensioned concrete beams were prepared,the differences in the flexural behavior of the concrete beams was studied with non-prestressed bars as references.The influence of reinforcement ratios of non-prestressed steel bars on the flexural behavior of unbonded partially post-tensioned concrete beams was analyzed.It showed that,the cracking resistance,crack width,and deflections of concrete beams were greatly improved by BFRP tendons,resulting in better serviceability.The ductility of partially post-tensioned concrete beams was better than that of fullly post-tensioned beams,and the yield loads and ultimate loads was enhanced as the reinforcement ratios of non-prestressed steel bars increased,whereas the crack intervals and ultimate crack width were decreased.

basalt fiber reinforced plastical bar;concrete beam;unbondedness;full post-tension;partial post-tension;post-tensioned method;flexural behavior

TQ327

B

1001-9278(2011)05-0079-06

2010-12-30

重慶市科技攻關(guān)項(xiàng)目(CSTC,2007AC7049)

聯(lián)系人,13618354110@163.com