基于试验数据库的FRP筋增强混凝土梁抗剪承载力可靠度分析

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220228.001

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (2): 5-10.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220228.001

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基于试验数据库的FRP筋增强混凝土梁抗剪承载力可靠度分析

陈泰谷¹, 胡守旺^1*, 罗远彬², 郑愚¹, 李明³

1.东莞理工学院,东莞523808;
2.深圳百勤建设工程有限公司,深圳518057;
3.江苏海川新材料科技有限公司,句容212400

收稿日期:2021-05-28 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-14
通讯作者: 胡守旺(1988-),男,博士,讲师,主要从事混凝土结构可靠度及耐久性方面的研究,shouwang.hu@dgut.edu.cn。
作者简介:陈泰谷(1996-),男,硕士,研究生,主要从事混凝土结构力学性能方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(52008107);广东省基础与应用基础研究基金联合基金青年基金项目(2019A1515111032);东莞理工学院人才引进项目(GC300501-124);广东省普通高校基础研究与应用基础研究重点项目(2018KZDXM068)

Reliability study of shear strengths of FRP reinforced concrete beams using experimental test database

CHEN Tai-gu¹, HU Shou-wang^1*, LUO Yuan-bin², ZHENG Yu¹, LI Ming³

1. Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China;
2. Shenzhen Baiqin Construction Engineering Co., Ltd., Shenzhen 518057, China;
3. Jiangsu Haichuan New Material Technology Co., Ltd., Jurong 212400, China

Received:2021-05-28 Online:2022-02-28 Published:2022-03-14

摘要/Abstract

摘要： FRP筋因具有耐腐蚀、高抗拉强度和耐疲劳等优点而有望代替钢筋,用于土木工程结构中解决钢筋锈蚀问题。然而,FRP筋弹性模量低及其与混凝土黏结性能差导致FRP增强混凝土结构抗剪性能与普通钢筋混凝土不同。现有FRP增强混凝土结构抗剪计算模型大多基于有限的试验结果得出,因此不能保证其准确性。本文首先收集了来自各学者FRP筋增强混凝土梁抗剪试验数据,建立一个包含478组抗剪承载力的试验数据库,基于蒙特卡罗方法开展上述试验梁参数全局敏感性分析,通过四个抗剪承载力计算模型之间的对比以及适用性分析,考虑参数的不确定性,最后采用蒙特卡罗方法和可靠度理论对模型进行可靠度分析。研究结果发现:CSA规范中的抗剪承载力计算模型具有较小的误差和离散性;可靠度指标与荷载效应比以及FRP的材料分项系数呈正相关的关系。

关键词: 纤维增强复合材料(FRP), 抗剪承载力, 数据库, 可靠度

Abstract: FRP bars have the advantages of corrosion resistance, high tensile strength and fatigue resistance, and are expected to replace steel bars to solve the problem of corrosion of steel bars in civil engineering structures. However, the shear performance of FRP reinforced concrete structures is different from that of steel reinforced concrete structures, due to the low elastic modulus and poor bonding behavior of FRP bars. The present theoretical models of shear capacity of FRP reinforced concrete structure are established based on limited test results, and their applicability and accuracy cannot be well guaranteed. Therefore, this paper first collects the shear test data of FRP reinforced concrete beams at home and abroad, and then establishes a test database containing 478 groups of shear capacity. The global sensitivity analysis of the above test beam parameters based on Monte Carlo method was carried out, and the applicability of four existing shear capacity calculation models based on the established database was analyzed. Considering the uncertainty of parameters, Monte Carlo method and reliability theory are used to analyze the reliability of the model. The results show that the calculation model of shear capacity by using CSA code is in good agreement with the test results. The reliability index is positively correlated with the living-constant ratio and the fractional coefficient of FRP material.

Key words: fiber reinforced polymer (FRP), shear capacity, database, reliability

中图分类号:

TB332

陈泰谷, 胡守旺, 罗远彬, 郑愚, 李明. 基于试验数据库的FRP筋增强混凝土梁抗剪承载力可靠度分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(2): 5-10.

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基于试验数据库的FRP筋增强混凝土梁抗剪承载力可靠度分析

Reliability study of shear strengths of FRP reinforced concrete beams using experimental test database

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