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碳纤维增强复合材料筋材应力松弛性能的试验研究

李俊宇 方志 唐守峰 廖原 王志伟

李俊宇, 方志, 唐守峰, 廖原, 王志伟. 碳纤维增强复合材料筋材应力松弛性能的试验研究[J]. 工业建筑, 2024, 54(6): 13-21. doi: 10.3724/j.gyjzG24032004
引用本文: 李俊宇, 方志, 唐守峰, 廖原, 王志伟. 碳纤维增强复合材料筋材应力松弛性能的试验研究[J]. 工业建筑, 2024, 54(6): 13-21. doi: 10.3724/j.gyjzG24032004
LI Junyu, FANG Zhi, TANG Shoufeng, LIAO Yuan, WANG Zhiwei. Experimental Research on Stress Relaxation Properties of CFRP Rods[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2024, 54(6): 13-21. doi: 10.3724/j.gyjzG24032004
Citation: LI Junyu, FANG Zhi, TANG Shoufeng, LIAO Yuan, WANG Zhiwei. Experimental Research on Stress Relaxation Properties of CFRP Rods[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2024, 54(6): 13-21. doi: 10.3724/j.gyjzG24032004

碳纤维增强复合材料筋材应力松弛性能的试验研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24032004
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51938012)。

详细信息
    作者简介:

    李俊宇,博士研究生,主要从事新型复合材料在桥梁工程中的应用研究。

    通讯作者:

    方志,博士,教授,博士生导师,主要从事基于高性能材料工程结构的性能及设计理论研究,fangzhi@hnu.edu.cn。

Experimental Research on Stress Relaxation Properties of CFRP Rods

  • 摘要: 为合理确定湖北十淅高速丹江口水库特大桥地锚桥台预应力碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)筋材的松弛损失,对不同应力比下所用CFRP筋材的应力松弛效应进行了试验研究。基于黏结式锚具和机械压接式锚具锚固的CFRP筋材试件的轴向拉伸试验结果,明确了不同锚固形式对CFRP筋材破坏形态的影响及CFRP筋材的材料性能;基于CFRP筋材试件1 000 h的应力松弛试验,获得了不同应力水平下CFRP筋材应力松弛的发展规律。结果表明:黏结式锚具锚固的轴拉试件发生了理想的筋材拉断爆裂破坏,但应力松弛试件在试验过程中应变变化较大;机械压接式锚具锚固的轴拉试件提前发生了CFRP筋材的层裂剥离破坏,但应力松弛试件在试验过程中应变变化较小,满足GB/T 21839—2019中应力松弛试验的相关要求。随着初始应力比的提高,CFRP筋材的应力松弛越大,初始应力比分别为0.53、0.63和0.82的试件1 000 h的松弛率分别为1.06%、1.65%和2.31%;CFRP筋材应力松弛的发展收敛较快且随初始应力的增加而更快趋于稳定,初始应力比为0.53、0.63和0.82的试件24 h的应力松弛量分别为1 000 h的45.3%、58.8%和59.7%,200 h的应力松弛量分别为1 000 h的78.3%、81.2% 和 82.7%;基于试验结果,建立了CFRP筋材应力松弛的预测模型,且具有较高预测精度,并预测了丹江口水库特大桥地锚桥台所用预应力CFRP筋材10年,30年、50年和100年的松弛率分别为1.91%、2.18%、2.32%和2.52%。
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  • 收稿日期:  2024-03-20
  • 网络出版日期:  2024-06-24

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