GFRP筋混凝土方板抗冲切试验研究

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钢筋混凝土结构在海洋环境等强腐蚀环境中服役时,其内部钢筋容易发生锈蚀,进而导致结构的整体耐久性降低使其提前破坏。鉴于纤维增强塑料筋(FRP筋)高强度、耐腐蚀等优点,用它代替传统钢筋可望从根本上解决钢筋锈蚀问题。本文以GFRP筋混凝土板为研究对象,通过试验方法研究其在集中荷载作用下的抗冲切行为。设计并完成了12块中置集中荷载作用下的GFRP筋混凝土板的冲切破坏试验。试验研究参数主要为有效板厚、柱头尺寸、混凝土强度、纵筋配筋率。试验结果表明,当试件有效板厚增加23%~57%,试件极限承载力提高约为51%~116%;当试件的柱头边长增加16.7%,试件极限承载力提高约为10%;当试件的混凝土强度提高17%~46%,试件极限承载力提高约为11%~34%;当试件纵筋为均匀布置的配筋率增加44%~47%,试件极限承载力提高约为5%~7%。以国内外既有FRP筋混凝土板试验数据为评估样本,对比分析各国规范和现有流行的FRP筋板抗冲切承载力计算模型的预测精度和规定的差异。分析可知,美国规范模型是基于美国钢筋混凝土规范冲切模型修正得到,未考虑尺寸效应,柱头形状等因素影响,模型预测结果偏保守且精度不高。加拿大规范考虑的因素最为全面且预测值精度高。日本、英国等国家设计规范模型结果的理论值和试验值吻合较好。在收集到的计算模型中,El-Gamal提出的冲切承载力计算模型虑板连续性影响且计算精度最高;Nguyen-Minh提出的基于断裂力学的冲切承载力模型额外考虑了冲跨比和FRP筋的销栓效应的影响,然而该模型预测精度较低,其精度还需进一步完善。
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