FRP筋混凝土梁抗剪性能研究综述

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20231228.016

摘要/Abstract

摘要： 作为一种新兴的高性能材料,纤维增强复合材料(FRP)筋由于高强、耐腐蚀等优点,已经成为传统建筑材料的重要补充,正逐步应用于土木工程领域。因此,FRP筋与混凝土相结合将是未来土木工程领域的热点问题,但是目前对FRP筋混凝土梁的抗剪机理并没有统一的理论,这大大限制了FRP筋在实际工程领域的应用和推广。本文通过对国内外相关研究成果及规范的追溯,从试验研究、数值模拟和理论分析三方面梳理了FRP筋混凝土梁抗剪性能的研究成果,总结了不同研究对象、研究方法下得到的抗剪承载力计算公式,以期为今后FRP筋混凝土梁抗剪的研究与设计提供参考和建议。

关键词: 混凝土梁, FRP筋, 剪切性能, 规范公式, 复合材料

Abstract: As a new kind of high performance material, fiber reinforced composite (FRP) bars have become an important supplement to traditional building materials due to the advantages of high strength and corrosion resistance, and are gradually applied in the field of civil engineering. Therefore, the combination of FRP bars and concrete will be a hot topic in the field of civil engineering in the future. However, there is no unified theory on the shear mechanism of FRP reinforced concrete beams, which greatly limits the application and promotion of FRP bars in the field of practical engineering. In this paper, the research results of the shear performance of FRP reinforced concrete beams are sorted out from three aspects, namely experimental research, numerical simulation and theoretical analysis by tracing the relevant research results and norms at home and abroad. The calculation formulas for shear bearing capacity obtained under different research objects and methods are summarized, expecting to provide reference and suggestions for the future research and design of FRP reinforced concrete beams.

Key words: concrete beam, FRP bars, shear performance, standard formula, composites

中图分类号:

TB332

蒋济同, 高瑜. FRP筋混凝土梁抗剪性能研究综述[J]. 复合材料科学与工程, 2023, 0(12): 119-128.

JIANG Jitong, GAO Yu. Review of shear behavior of FRP reinforced concrete beams[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 0(12): 119-128.

参考文献

[1] 纤维增强复合材料建设工程应用技术规范: GB 50608—2020[S]. 北京: 中国计划出版社, 2020.
[2] Recommendation for design and constructionof concrete structures using continuousfiber reinforcing materials: JSCE 1997[S]. Tokyo: Japan Society of Civil Engineers, 1997.
[3] Interim guidance on the design of reinforced concrete structures using fiber composite reinforcement: BISE 1999[S]. London: British Institution of Structural Engineers, 1999.
[4] Design and construction of buildings components with fiber reinforced polymers: CSA S806-12[S]. Toronto: Canadian Standards Association, 2012.
[5] Guide for the design and construction of concrete structures reinforcedwith fiber-reinforced polymer bars: CNR-DT 203/2006[S]. Rome: Advisory Committee on Technical Recommendations for Construction, 2006.
[6] Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with FRP bars: ACI 440.1R-15[S]. Farmington Hills: ACI Committee, 2015.
[7] TUREYEN A K, FROSCH R J. Concrete shear strength: Another perspective[J]. Aci Structural Journal, 2003, 100(5): 609-615.
[8] 张晓亮, 屈文俊. 无腹筋GFRP筋混凝土梁抗剪性能试验[J]. 中国公路学报, 2010, 23(5): 51-57.
[9] 刘华新, 柳根金, 王学志, 等. BFRP筋再生混凝土无腹筋深梁抗剪承载力[J]. 四川大学学报(工程科学版), 2015, 47(5): 17-22.
[10] 张志金, 刘华新, 李庆文, 等. 无腹筋BFRP筋玄武岩纤维混凝土深梁抗剪性能试验研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018(9): 36-40.
[11] 游颖骏. 钢筋-连续玄武岩纤维复合筋(SFCB)混凝土梁抗剪性能研究[D]. 江苏: 东南大学, 2021.
[12] 孟德超. 钢-连续玻璃纤维复合筋(SFCB)混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究[D]. 南京: 东南大学, 2021.
[13] 管洪毅. BFRP筋无腹筋梁抗剪承载力理论分析与数值模拟[D]. 辽宁: 辽宁工业大学, 2021.
[14] 梁志强. 混杂配筋混凝土梁抗剪性能研究[D]. 上海: 同济大学, 2007.
[15] 陈达, 江朝华, 张玮, 等. 玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋混凝土梁斜截面受力性能[J]. 河海大学学报(自然科学版), 2007(5): 534-537.
[16] 李炳宏, 江世永, 石钱华, 等. BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁抗剪性能试验研究[J]. 后勤工程学院学报, 2011, 27(1): 1-6.
[17] 毕巧巍. 玄武岩纤维混凝土的微结构及BFRP筋纤维混凝土梁斜截面承载力试验研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2012.
[18] 贺红卫. FRP箍筋混凝土梁受剪承载力试验研究[D]. 河南: 郑州大学, 2013.
[19] 吴庆锋. BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能研究[D]. 辽宁: 辽宁工业大学, 2016.
[20] 侯慕轶, 杨勇新, 贾彬, 等. 复材筋珊瑚骨料混凝土梁抗弯性能试验研究[J]. 工业建筑, 2016, 46(11): 174-178.
[21] 李文龙. GFRP箍筋混凝土梁受剪承载力试验研究[D]. 安徽: 安徽工业大学, 2017.
[22] 侯慕轶. 碳纤维筋混凝土梁受剪性能试验研究[D]. 四川: 西南科技大学, 2017.
[23] 周正荣. BFRP筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究[D]. 湖北: 武汉理工大学, 2018.
[24] 韩定杰. BFRP筋再生混凝土深梁抗剪性能理论分析与数值模拟[D]. 辽宁: 辽宁工业大学, 2018.
[25] 沈元祯. BFRP筋混杂纤维自密实混凝土梁的弯剪性能研究[D]. 辽宁: 辽宁工业大学, 2019.
[26] 陈升平, 马小霞, 罗寒寒, 等. FRP筋钢纤维混凝土梁抗剪性能试验研究[J]. 四川建筑科学研究, 2019, 45(4): 60-64.
[27] 李根喜, 许星, 王立帅, 等. GFRP纵筋-玄武岩纤维混凝土梁受剪性能试验研究[J]. 四川建筑科学研究, 2019, 45(3): 22-26.
[28] 白雅嘉. BFRP筋纤维再生混凝土梁抗剪性能研究[D]. 辽宁: 辽宁工业大学, 2020.
[29] 欧进萍, 韩世文, 白石. FRP-钢筋复合筋及其增强混凝土构件的等效刚度设计法[J]. 中国公路学报, 2022, 35(2): 1-11.
[30] 敖士楷. FRP筋-玄武岩纤维混凝土梁抗剪性能研究[D]. 黑龙江: 哈尔滨工程大学, 2017.
[31] 陈晖. 基于压杆-拉杆模型的混凝土深梁受剪机制与承载力研究[D]. 湖南: 湖南大学, 2019.
[32] 徐东坡. 基于修正压力场理论的混凝土梁抗剪研究[D]. 辽宁: 大连理工大学, 2006.
[33] 郑开启, 刘钊, 孟少平, 等. 一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2017, 47(2): 362-368.
[34] 张智梅, 陈刚, 王卓. 基于遗传算法的FRP筋混凝土梁抗剪承载力优化分析[J]. 结构工程师, 2019, 35(6): 33-42.
[35] 张智梅, 陈刚, 王卓. FRP筋混凝土梁的抗剪承载力[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(2): 301-310.
[36] 屈文俊, 何松洋, 刘文博. 加筋混凝土梁抗剪承载力统一计算方法研究[J]. 铁道学报, 2021, 43(6): 173-180.
[37] 陈泰谷, 胡守旺, 罗远彬, 等. 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(2): 5-10.
[38] 崔峻强, 薛昕. 无腹筋FRP筋梁抗剪承载力定量回归分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022(2): 38-44.
[39] 金浏, 陆凯, 宋博, 等. FRP筋混凝土梁受剪承载力计算方法[J]. 建筑结构学报, 2023, 44(7): 183-195.