配frp箍筋混凝土梁的抗剪性能研究進(jìn)展

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1、第36卷第2期華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1．36No．22015年4月JournalofNorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Apr．2015DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2015．02．004配FRP箍筋混凝土梁的抗剪性能研究進(jìn)展康明睿，薛偉辰(同濟(jì)大學(xué)建筑工程系，上海200092)摘要：箍筋位于鋼筋骨架最外側(cè)，容易受到外界環(huán)境侵蝕而發(fā)生銹蝕，而采用纖維增強(qiáng)塑料(FRP)箍筋替代鋼箍筋則可以有效解決該問(wèn)題．與鋼箍筋相比，F(xiàn)RP

2、箍筋具有抗腐蝕性能優(yōu)良、抗拉強(qiáng)度高、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于橋梁、水工等惡劣環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)．2O多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)FRP箍筋及配FRP箍筋的混凝土梁開(kāi)展了較為系統(tǒng)的試驗(yàn)及理論研究．試驗(yàn)研究方面：得到了FRP箍筋的直徑、彎曲段半徑等對(duì)其彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律；研究了不同F(xiàn)RP箍筋配箍率對(duì)混凝土梁破壞模式與抗剪強(qiáng)度的影響．理論研究方面：借鑒鋼筋混凝土梁抗剪模型的研究成果，提出了配FRP箍筋混凝土梁抗剪強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算方法．總結(jié)了上述有關(guān)研究成果，并對(duì)今后的研究方向進(jìn)行了展望．關(guān)鍵詞：FRP箍筋；抗剪強(qiáng)度；混凝土梁；試驗(yàn)研究；全FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)中圖分類號(hào)：TU375．1；TV332．

3、12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—5634(2015)02—0015—06鋼筋腐蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要因在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，箍筋作為鋼筋骨架最外層素．我國(guó)上世紀(jì)80年代初的調(diào)查表明，使用了10～鋼筋，較縱向鋼筋更容易受到外部侵蝕環(huán)境的影響而30a的水工建筑物中近60％出現(xiàn)了鋼筋銹蝕破壞，發(fā)生腐蝕，從而削弱了構(gòu)件的橫向約束和抗剪性能，引使用了7～25a的海港碼頭中的水工建筑物近90％發(fā)結(jié)構(gòu)性能退化．采用FRP材料制作箍筋，能夠有效地出現(xiàn)了鋼筋銹蝕破壞．近年來(lái)，因結(jié)構(gòu)中的鋼筋防止箍筋受到腐蝕，從而提高結(jié)構(gòu)整體的耐久性．FRP發(fā)生銹蝕造成的工程事故在我國(guó)接連發(fā)生．如廣東箍

4、筋是由FRP直線筋在軟化狀態(tài)下彎折而形成的．由海印大橋的拉索銹斷事故，四川宜賓拱橋的鋼索于目前常用的FRP筋的拉擠成型制作工藝難以在保證腐蝕造成橋面墜落事故，這兩座橋的使用年限均強(qiáng)度的情況下制作出閉合的FRP箍筋，因此常見(jiàn)的不到10a．北京西直門立交橋因使用除冰鹽而導(dǎo)致FRP箍筋主要為U型、搭接型及螺旋型．橋面鋼筋銹蝕破壞和混凝土嚴(yán)重剝蝕，使用10a后同時(shí)采用FRP縱筋及FRP箍筋的混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)始加固，僅使用了l9a就報(bào)廢了．被稱為“全FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)”．由于FRP材料的纖維增強(qiáng)塑料(FiberReinforcedPolymer，F(xiàn)RP)塑性變形能力較弱，彈性模量較小，使得“

5、全FRP筋耐腐蝕性強(qiáng)，抗拉強(qiáng)度高，密度小，且抗疲勞性能好，混凝土結(jié)構(gòu)”有著與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同的抗剪破能適用于處于腐蝕環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)．采用FRP壞模式和承載能力，因而有必要對(duì)“全FRP混凝土筋替代鋼筋被認(rèn)為是解決混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的梁”的抗剪機(jī)理及性能進(jìn)行系統(tǒng)研究．行之有效的方法．根據(jù)纖維種類的不同，F(xiàn)RP材料可20世紀(jì)90年代以來(lái)，許多學(xué)者對(duì)FRP箍筋的分為玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GlassFiberReinforcedPoly，彎拉性能及配FRP箍筋混凝土梁抗剪性能進(jìn)行了met，GFRP)、碳纖維增強(qiáng)塑料(CarbonFiberRein—試驗(yàn)研究，并提出了一些理論模型和設(shè)計(jì)

6、建議．美forcedPolymer，CFRP)和芳綸纖維增強(qiáng)塑料(Aramid國(guó)、加拿大、Et本等國(guó)的相關(guān)規(guī)范中也給出了配FRPFiberReinforcedPolymer，AFRP)等．箍筋混凝土梁抗剪性能的設(shè)計(jì)方法．收稿日期：2015—01—27基金項(xiàng)目：國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2012CB026200)．作者簡(jiǎn)介：康明睿(1990一)，男，江西吉安人，碩士研究生，主要從事先進(jìn)復(fù)合材料(FRP)應(yīng)用方面的研究．薛偉辰(1970--)，男，江蘇揚(yáng)州人，教授，博導(dǎo)，博士，主要從事先進(jìn)復(fù)合材料(FRP)應(yīng)用方面的研究16華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2015年4月1FRP箍筋

7、彎拉強(qiáng)度計(jì)算f0．05孚+0．3Ifro=．(1)FRP筋由各向異性材料組成，其受力性能與鋼筋有著很大區(qū)別．試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，將FRP筋彎曲并式中為彎曲段強(qiáng)度為直線段強(qiáng)度；為安全系形成箍筋，其彎曲段的強(qiáng)度會(huì)顯著降低，其值一般為數(shù)，JSCE(1997年)取6值為1．3．直線段的30％～80％．這主要由兩個(gè)原因造該公式被美國(guó)ACI440．1R一06規(guī)范及加拿大成：①箍筋在受力時(shí)，彎曲段同時(shí)受到混凝土的擠壓cAN／cSA—S6—06規(guī)范采用，前者取6值為1．0，會(huì)產(chǎn)生橫向力和平行于纖維方向的縱向力，從