基于可靠度的GFRP筋混凝土受彎梁設計方法研究.pdf

1、FRP筋作為一種新型復合材料具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕等優(yōu)點，F(xiàn)RP筋混凝土結構能夠很好的解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構存在的鋼筋銹蝕和耐久性不足等問題；但同時由于FRP筋相對較低的彈性模量，F(xiàn)RP筋混凝土結構在正常使用過程中將不可避免的出現(xiàn)裂縫過寬和撓度過大的情況。因此，不僅要對其進行承載力極限狀態(tài)的研究，更要重視對其在正常使用極限狀態(tài)下的相關研究。在這一領域的研究和應用國外起步較早，并出臺了一些相關規(guī)范或設計指南；國內(nèi)的研究和應用相對滯后，于03

2、年和06年分別頒布了碳纖維加固修復混凝土結構的技術規(guī)程和纖維增強復合材料土木工程應用技術規(guī)范（征求意見稿）。但無論國外還是國內(nèi)設計規(guī)范，其設計方法都是建立在對相應鋼筋混凝土結構規(guī)范修訂的基礎上，雖然充分考慮了強度儲備，但卻缺乏嚴謹?shù)睦碚摲治龊妥銐虻膶嶒炛危欠窠?jīng)濟也值得商榷；如能輔之以系統(tǒng)的可靠度評估，并在此基礎上提出相關設計建議，無疑對于規(guī)范的完善將大有裨益。
　　 本文對美國最新FRP筋混凝土結構設計規(guī)范-ACI440.1

3、R-06在受彎承載極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設計條款分別進行可靠度評估。采用JC法求出了在受彎承載力極限狀態(tài)下，受拉破壞的平均可靠指標為5.6，受壓破壞的平均可靠指標為4.5;在正常使用極限狀態(tài)下，撓度控制的平均可靠指標為0.75，裂縫寬度控制的平均可靠指標為0.57。同時考察了各設計變量大小值以及荷載效應比、配筋率、計算模式不定性系數(shù)、GFRP筋的變異性和限值等參數(shù)對不同極限狀態(tài)下可靠指標的影響；定義了可逆系數(shù)并結合截面非線性數(shù)值分

4、析方法研究了截面卸載剛度的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在正常使用極限狀態(tài)下，可逆系數(shù)接近于1.0，表明截面力學性能近于完全可逆，且可逆系數(shù)隨著不同荷載效應比的增大而增大。
　　 在受拉破壞4.0，受壓破壞3.5的受彎承載力目標可靠度水平下，結合抗力折減系數(shù)與可靠指標的關系，本文建議將抗力折減系數(shù)調(diào)整為0.8;根據(jù)ISO2394:1998建議的0-1.5的使用極限狀態(tài)可靠指標，參照撓度限值與可靠指標的關系圖并結合構件自身特點，本文建議將GFRP