玻璃纤维聚合物筋混凝土梁正截面承载力的计算

[12-11 16:59:52]   来源:http://www.tmgc8.com  工程技术   阅读:3506

 
  类型 εfy×100   ad/d Mub/(bd2www.tmgc8.comf′c)   as/d Mus/(bd2f′c)
εcu=0.003 Isorod 1.8   0.093~0.121 0.075~0.097       β=0.65~0.85 Kodiak 1.4   0.115~0.150 0.092~0.118   0.195~0.255 0.150~0.190   C-BAR 2.0   0.085~0.111 0.069~0.089      

 

  式(18)和式(21)也可以分别写为:

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(26a)

Image737.gif (1713 bytes)

(26b)

将式(26a)中的a/d用式(25)中的ab/d代替,得到玻璃纤维聚合物筋混凝土梁平衡破坏时的aub,aub=Mub/(f′cbd2),也列于表2中,它是受拉破坏抗弯承载力的上限值、受压破坏抗弯承载力的下限值。

  一般地,当a/d达到一定值时很可能发生剪压破坏,这取决于许多因素诸如混凝土强度、箍筋的约束作用等。根据对本文有限的试验结果的分析,这里建议a/d=0.195~0.255对应于受压破坏时抗弯承载力的上限,见表2.在这种情况下,纵筋的配筋率(称为弯剪界限配筋率)为:

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(27)

  因此,玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的正截面破坏有两种类型。当ρbwww.tmgc8.com<ρ<ρs,梁的破坏由受压区混凝土控制;当ρ≤ρb时,则由纤维聚合物筋控制。此外,从表2中可明显地看出,受压破坏时的极限弯矩比受拉破坏时高。更重要的是,相对于受拉破坏,受压破坏的延性较好。

4.3 极限抗弯承载力的计算公式

4.3.1 适筋梁 (ρ≤ρb) 在这种情况下,玻璃纤维聚合物筋控制着梁的破坏,受压区混凝土的应变很可能没有达到相应的极限值,即γ可能不等于0.85,这一点可以由试验结果证实。用γ取代式(17)和式(19)中的0.85,并将ff=ffu同时代入,可得:5 结论  (1)玻璃纤维聚合物筋的配筋率对抗裂承载力的影响十分有限,可以忽略。(2)当玻璃纤维聚合物筋的配筋率在ρb和ρs的范围内,玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的抗弯承载力随着配筋率的增大而增加。(3)建立的抗裂弯矩和抗弯承载力等的计算方法和公式反映了玻璃纤维聚合物筋的特点,但是,如何与我国现行有关规范计算方法和相应公式衔接是下一步应重点研究的问题。参 考 文 献:

a=(ρd/γ)(ffu/f′c) (28) Mu=ρbdffu(d-a/2) (29)

由式(28)和式(29)得到γ的表达式如下:

Image739.gif (1441 bytes)

(30)

  利用式(30)和玻璃纤维聚合物筋、钢筋混凝土适筋梁的试验数据,计算出γ值。根据我们有限的试验数据,只能大致观察到玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的γ值与钢筋混凝土梁略有不同,还未能得出一致的结论。对玻璃纤维聚合物筋混凝土适筋梁,若近似地取γ值为0.85,本文的试验值与计算值的符合情况见表1.

4.3.2 超筋梁(ρb<ρ<ρs) 如前所述,现行的观点是把玻璃纤维聚合物筋混凝土梁设计成超筋梁,以利用受拉玻璃纤维聚合物筋的变形,使梁的破坏具有预兆或“延性”。根据图2所示的试验结果,在配筋率的一定范围内,极限抗弯承载力随着配筋率的增大而增加。因此,下面的计算方法和相应的式子中应予以考虑。从式(7)和(17)并结合应变协调条件,单筋玻璃纤维聚合物筋混凝土矩形截面梁的a的表达式为:

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(31a)

式中:λ=ρEfεu/ 0.85f′c

  对玻璃纤维聚合物筋和钢筋混凝土矩形截面双筋梁,从式(7)和式(20)并结合应变协调条件得到a的表达式为:

Image741.gif (1347 bytes)

(31b)

式中:λ2www.tmgc8.com=ρ′fy/ 0.85f′c.

  玻璃纤维聚合物筋混凝土单筋矩形截面梁的抗弯承载力可由式(18)或式(19)得到,双筋梁的抗弯承载力可由式(21)得到。试验梁抗弯承载力的理论计算值见表1或图2.由表可见,理论值与试验值基本一致。

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