GFRP筋纤维增韧高强轻骨料混凝土受弯构件挠度分析

作者：孙艺嘉; 吴涛^*; 刘喜; 魏慧

来源：中国公路学报, 2020, 33(04): 65-75.

DOI：10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.04.007

• 桥梁工程
• GFRP筋受弯构件
• 模型试验
• 挠度
• 高强轻骨料混凝土
• 钢纤维
• 刚度解析法

为研究GFRP筋纤维增韧高强轻骨料混凝土梁变形规律,完成10根高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验,重点分析了纤维掺量、纵筋种类、GFRP筋配筋率和GFRP筋直径对试件不同受力阶段变形的影响;明确了GFRP筋混凝土受弯构件正常使用阶段应变及应力分布;基于刚度解析法,结合文献中GFRP筋普通混凝土受弯构件挠度实测数据,给出GFRP筋应变不均匀系数计算公式,综合考虑轻骨料、钢纤维及GFRP筋配筋率的影响对其进行修正;基于该公式对各试件使用荷载下的挠度进行计算,并与美国规范(ACI 440.1R-15)、中国规范(GB 50608—2010)和加拿大规范(CSA S806-12,ISIS-M03-07)的计算结果进行对比分析。结果表明:随配筋率的增大,试件破坏模式依次表现为GFRP筋拉断破坏、平衡破坏和混凝土压碎破坏;混凝土压碎破坏试件弯矩-挠度曲线分为开裂前阶段、裂缝开展阶段和受压破坏阶段,而平衡破坏和GFRP筋拉断破坏试件仅具有前2个阶段。轻骨料混凝土掺入钢纤维能够抑制构件开裂后刚度退化,降低混凝土压碎破坏脆性;提高GFRP筋配筋率可减小试件变形,GFRP筋直径对其无显著影响。采用中国规范(GB50608—2010)计算试件正常使用极限状态下的挠度,结果稍显不安全;美国规范(ACI 440.1R-15)计算结果略偏保守;加拿大规范(ISIS-M03-07)与(CSA S806-12)计算值均具有一定的安全储备;建议公式计算结果较为准确且离散性较低,能够用于该类构件挠度的计算。

• 单位
  建筑工程学院; 长安大学