湿热环境下预应力 CFRP 加固 RC 梁疲劳性能数值分析

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.210049

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 49 ›› Issue (10): 70-77.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.210049

所属专题： 2021年土木建筑工程

湿热环境下预应力 CFRP 加固 RC 梁疲劳性能数值分析

罗毅张翔郭馨艳^†

华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640

收稿日期:2021-01-27 修回日期:2021-03-05 出版日期:2021-10-25 发布日期:2021-09-30
通信作者: 郭馨艳 ( 1971-) ，女，博士，副教授，主要从事疲劳断裂、FＲP 工程材料等研究。 E-mail:xyguo@scut.edu.cn
作者简介:罗毅 ( 1968-) ，男，博士，教授，主要从事疲劳断裂力学及可靠性研究。E-mail:debulo@scut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目 ( 11872185)

Numerical Analysis of Fatigue Performance of Prestressed CFＲP Ｒeinforced ＲC Beams in Hygrothermal Environments

LUO Yi ZHANG Xiang GUO Xinyan

School of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2021-01-27 Revised:2021-03-05 Online:2021-10-25 Published:2021-09-30
Contact: 郭馨艳 ( 1971-) ，女，博士，副教授，主要从事疲劳断裂、FＲP 工程材料等研究。 E-mail:xyguo@scut.edu.cn
About author:罗毅 ( 1968-) ，男，博士，教授，主要从事疲劳断裂力学及可靠性研究。E-mail:debulo@scut.edu.cn
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China ( 11872185)

摘要/Abstract

摘要： 我国南方大都处在亚热带地区，高温高湿环境会降低预应力 CFＲP 加固ＲC 结构的性能。为了探究湿热环境对预应力 CFＲP 加固ＲC 结构耐久性的影响，文中依据湿热环境和疲劳荷载共同作用下加固梁主筋失效和 CFＲP-混凝土界面脱粘剥离两种破坏模式，分别建立了主筋失效和 CFＲP-混凝土界面脱粘剥离破坏准则，对湿热环境下预应力 CFＲP 加固ＲC 梁的疲劳性能进行了数值分析。研究结果表明，湿热环境会降低加固梁的疲劳性能，提高 CFＲP 的预应力度对梁预测寿命的影响呈现两种情况，当ＲC 梁是因主筋失效破坏时，预应力的增大可以显著提高ＲC 梁预测寿命; 而当ＲC 梁是因界面剥离破坏时，过高的预应力度反而会降低ＲC 梁的预测寿命。

关键词: 湿热环境, 预应力 CFRP, 疲劳荷载, RC 梁, 数值分析

Abstract: Most parts of south China are located in subtropical region，where hygrothermal environment will reduce the performance of prestressed CFＲP reinforced ＲC structure． In order to explore the influence of hygrothermal environment on the fatigue performance of prestressed CFＲP reinforced ＲC structure，the failure criterions were established in the paper based on the two failure modes of main reinforcement fracture and debonding failure of CFＲPconcrete interface under the combined action of hygrothermal environment and fatigue load and the fatigue performance of prestressed CFＲP reinforced ＲC beams in hygrothermal environment was analyzed by numerical analysis． The results show that the fatigue performance of the reinforced beams will be reduced in hygrothermal environment， and the effect of increasing the prestress degree of CFＲP on the predicted life of the beams presents two circumstances． When the ＲC beams are damaged due to the failure of the main reinforcement，the increase of prestress degree can significantly increase the predicted life of the ＲC beams． However，when the beam is damaged due to the interface debonding，excessive prestress will reduce the life expectancy of ＲC beams．

Key words: hygrothermal environment, prestressed CFRP, fatigue load, RC beam, numerical analysis

中图分类号:

TU375

罗毅张翔郭馨艳. 湿热环境下预应力 CFRP 加固 RC 梁疲劳性能数值分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2021, 49(10): 70-77.

LUO Yi ZHANG Xiang GUO Xinyan. Numerical Analysis of Fatigue Performance of Prestressed CFＲP Ｒeinforced ＲC Beams in Hygrothermal Environments[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2021, 49(10): 70-77.

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湿热环境下预应力 CFRP 加固 RC 梁疲劳性能数值分析

Numerical Analysis of Fatigue Performance of Prestressed CFＲP Ｒeinforced ＲC Beams in Hygrothermal Environments

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