大丝束碳纤维增强聚合物(CFRP)拉杆在机场屋盖结构中的应用设计与全生命周期可持续性评估

针对传统钢材在建筑结构中高碳排放的问题，来自国内的研究团队创新性地采用48K大丝束碳纤维开发直径20mm的CFRP拉杆，通过单工艺挤出成型技术制备的拉杆在厦门翔安机场屋盖结构中实现2304MPa极限抗拉强度，全生命周期碳排放降低46.5%，为绿色建筑结构材料提供了兼具力学性能与环境效益的解决方案。

　　

这项突破性研究将目光聚焦于碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)在建筑领域的创新应用。科研人员巧妙利用48K大丝束碳纤维开发出直径仅20mm的CFRP拉杆，采用单工艺挤出成型技术，配合楔形锚具和可调式U型连接件，成功替代厦门翔安机场屋盖结构中的钢制斜向连接件。

力学测试数据令人振奋：这种新型拉杆展现出2304MPa的超高极限抗拉强度，弹性模量达158GPa。更惊人的是，在经历50次循环荷载后仍能保持理论极限荷载的109%承载力。与传统钢材相比，直径缩小33%，重量减轻65%，安装效率提升25%。

研究团队采用全生命周期视角进行综合评估，同时考量碳排放(Life Cycle Carbon Emissions, LCCE)和经济成本(Life Cycle Cost, LCC)。结果显示，虽然CFRP的LCC是钢材的1.5倍，但其LCCE仅为钢材的53.5%。每单位成本的碳排放强度(Carbon Emission Intensity, CEI)显著降低80%，充分证明大丝束CFRP拉杆在结构工程中兼具环境友好性和技术可行性，为可持续建筑发展开辟了新路径。