配frp箍筋混凝土梁的抗剪性能研究进展

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1、第36卷第2期华北水利水电大学学报(自然科学版)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进展康明睿，薛伟辰(同济大学建筑工程系，上海200092)摘要：箍筋位于钢筋骨架最外侧，容易受到外界环境侵蚀而发生锈蚀，而采用纤维增强塑料(FRP)箍筋替代钢箍筋则可以有效解决该问题．与钢箍筋相比，FRP

2、箍筋具有抗腐蚀性能优良、抗拉强度高、重量轻等优点，尤其适用于桥梁、水工等恶劣环境下的混凝土结构．2O多年来，国内外针对FRP箍筋及配FRP箍筋的混凝土梁开展了较为系统的试验及理论研究．试验研究方面：得到了FRP箍筋的直径、弯曲段半径等对其弯拉强度的影响规律；研究了不同FRP箍筋配箍率对混凝土梁破坏模式与抗剪强度的影响．理论研究方面：借鉴钢筋混凝土梁抗剪模型的研究成果，提出了配FRP箍筋混凝土梁抗剪强度的设计计算方法．总结了上述有关研究成果，并对今后的研究方向进行了展望．关键词：FRP箍筋；抗剪强度；混凝土梁；试验研究；全FRP筋混凝土结构中图分类号：TU375．1；TV332．

3、12文献标识码：A文章编号：1002—5634(2015)02—0015—06钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因在钢筋混凝土结构中，箍筋作为钢筋骨架最外层素．我国上世纪80年代初的调查表明，使用了10～钢筋，较纵向钢筋更容易受到外部侵蚀环境的影响而30a的水工建筑物中近60％出现了钢筋锈蚀破坏，发生腐蚀，从而削弱了构件的横向约束和抗剪性能，引使用了7～25a的海港码头中的水工建筑物近90％发结构性能退化．采用FRP材料制作箍筋，能够有效地出现了钢筋锈蚀破坏．近年来，因结构中的钢筋防止箍筋受到腐蚀，从而提高结构整体的耐久性．FRP发生锈蚀造成的工程事故在我国接连发生．如广东箍

4、筋是由FRP直线筋在软化状态下弯折而形成的．由海印大桥的拉索锈断事故，四川宜宾拱桥的钢索于目前常用的FRP筋的拉挤成型制作工艺难以在保证腐蚀造成桥面坠落事故，这两座桥的使用年限均强度的情况下制作出闭合的FRP箍筋，因此常见的不到10a．北京西直门立交桥因使用除冰盐而导致FRP箍筋主要为U型、搭接型及螺旋型．桥面钢筋锈蚀破坏和混凝土严重剥蚀，使用10a后同时采用FRP纵筋及FRP箍筋的混凝土结构开始加固，仅使用了l9a就报废了．被称为“全FRP筋混凝土结构”．由于FRP材料的纤维增强塑料(FiberReinforcedPolymer，FRP)塑性变形能力较弱，弹性模量较小，使得“

5、全FRP筋耐腐蚀性强，抗拉强度高，密度小，且抗疲劳性能好，混凝土结构”有着与钢筋混凝土结构不同的抗剪破能适用于处于腐蚀环境中的混凝土结构．采用FRP坏模式和承载能力，因而有必要对“全FRP混凝土筋替代钢筋被认为是解决混凝土结构耐久性问题的梁”的抗剪机理及性能进行系统研究．行之有效的方法．根据纤维种类的不同，FRP材料可20世纪90年代以来，许多学者对FRP箍筋的分为玻璃纤维增强塑料(GlassFiberReinforcedPoly，弯拉性能及配FRP箍筋混凝土梁抗剪性能进行了met，GFRP)、碳纤维增强塑料(CarbonFiberRein—试验研究，并提出了一些理论模型和设计

6、建议．美forcedPolymer，CFRP)和芳纶纤维增强塑料(Aramid国、加拿大、Et本等国的相关规范中也给出了配FRPFiberReinforcedPolymer，AFRP)等．箍筋混凝土梁抗剪性能的设计方法．收稿日期：2015—01—27基金项目：国家“973”计划项目(2012CB026200)．作者简介：康明睿(1990一)，男，江西吉安人，硕士研究生，主要从事先进复合材料(FRP)应用方面的研究．薛伟辰(1970--)，男，江苏扬州人，教授，博导，博士，主要从事先进复合材料(FRP)应用方面的研究16华北水利水电大学学报(自然科学版)2015年4月1FRP箍筋

7、弯拉强度计算f0．05孚+0．3Ifro=．(1)FRP筋由各向异性材料组成，其受力性能与钢筋有着很大区别．试验研究发现，将FRP筋弯曲并式中为弯曲段强度为直线段强度；为安全系形成箍筋，其弯曲段的强度会显著降低，其值一般为数，JSCE(1997年)取6值为1．3．直线段的30％～80％．这主要由两个原因造该公式被美国ACI440．1R一06规范及加拿大成：①箍筋在受力时，弯曲段同时受到混凝土的挤压cAN／cSA—S6—06规范采用，前者取6值为1．0，会产生横向力和平行于纤维方向的纵向力，从