纤维增强塑料筋在预应力混凝土结构中的应用

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发布时间：2022-05-10

资料介绍

[提要]介绍了国外纤维增强塑料(FP)筋的种类和性能，错固系统，设计基本规定及预应力损失值计算，受
弯构件性能承载力设计计算和改善构件延性的技术措施，以及FRP筋在工程中的应用情况等，
[关键词]纤维增强塑料筋预应力混凝土结构应用
This paper introduces FRP reinforcement categories and properties,the anchor systems,fundamental specification of
design and prestressing losses estimation,flexural design and capacity prediction,technical measures for improving duc
tility or deformability,as well as application status in engineering from abroad.
Keywords:fiber reinforced polymers (FRP)reinforcement;prestressed concrete structures;application
一
纤维增强塑料(FRP)筋的种类和性能3I
2.5r
T-20℃
CFRP
纤维增强塑料(FRP)可用于制造非金属筋及预应
(5mm,A■19.6mm2'65%)
力绞线，其生产工艺是将多股连续纤维以环氧树脂等作
20
预座力丝5的m,
为基底材料进行胶合，此后经过特制的模具挤压拉拔
fa-167 GPa)
成型。FRP筋的截面及表面形状如图1所示。纤维增
1.5
强塑料包括玻璃纤维增强塑料(GFRP),碳纤维增强塑
AFRP
料(CFRP)和芳纶纤维增强塑料(AFRP)等。纤维增强
(2.6mmX20mm,A,-52mm'-44%
塑料与钢材相比有下列特点：)强度质量密度比高，约
GFRP
0.5
为钢材的5倍；2)抗腐蚀性能极好：3)是非导电材料及
(7,5mmM。442mm68%)
非磁性材料：4)弹性模量约为钢材的2/3~1/4：5)碳纤
维和芳纶纤维筋具有良好的抗疲劳性能等
拉应变(%)
非金属筋和预应力绞线的规格、品种很多，如
图2不同FRP筋的应办应变关系(V:纤维所占体积比)
AFRP筋的直径为3.0~18.2mm,有9个规格；CFRP
筋的直径为3.0-17mm,有6个规格，预应力绞线有1
纤维增强塑料筋和预应力绞线的力学性能
表1
×7,1×19及1×37三种，直径为7.5~40mm,有10
FRP
抗拉强度
弹件模量
极限应变
松地率(20℃
线怅系数
密度
个规格；此外，由不同规格CFRP或GFRP筋组成的网
类型
(MPa)
(GPa
(路)
1000(】
×10℃
m
碳纤维
1900-2300
130-420
0.6-1.9
1.53
0.6
1.5
片，网格间距有50,100,150mm;以及矩形截面AFRP
芳纶纤维
1400-1820
50-70
2-4
5-15
-2-5
1.3
板材，截面尺寸为5.5mm×20mm,5.5mm×40mm等。
玻璃纤维
600900
30
2
10
9
1.71.9
FRP筋的力学性能如表1所示，其应力应变关系如图
高强钢丝1700.1900
200
6
1-2
12
7.85
2所示6。
二FRP筋锚固系统4)
1.对锚固系统的要求
(1)锚具的静载锚固性能
棉材R,D
饺线S
编织B
格状L
矩形裁而
由FRP筋锚具组装件的静载试验测定的锚具效率
图1FRP筋的截面及表面形状(R光圆截面：D带肋筋)
系数几应不小于0.95。锚具效率系数几按下式计算：
为确定FRP预应力筋的抗拉强度.日本和美国取
几=F/Fm
(1)
试件强度平均值减去3倍强度标准差作为强度标准
Frm=nf pm A pk
(2)
值，具有99.87%的保证率：国际预应力混凝土协会
式中，F为FRP筋锚具组装件的实测极限拉力：Fm
(FIP)加拿大则建议取试件强度平均值减1.65倍强
为FRP筋的实际平均极限抗拉力，由单根FRP预应力
度标准差作为强度标准值，有95%的保证率。
筋试件实测破断荷载平均值计算得出；∫为试验所用