FRP钢筋混凝土梁抗剪承载力与抗弯开裂荷载的关系
关键词：混凝土梁、抗剪承载力、开裂荷载、纤维增强聚合物
摘要：本文重点研究了无箍筋的纤维增强聚合物（FRP）钢筋混凝土梁的抗剪承载力和抗弯承载力之间的关系。根据29根梁的试验结果，确定导致梁在剪跨的中间开裂的开裂荷载与梁的抗剪能力之间的关系。通过比较从文献收集的168根FRP加固梁和单向板的测试结果进一步检验这种关系。所有试件仅在纵向加强，并作为简单支撑条件进行四点弯曲试验。数据库中梁的混凝土抗压强度，配筋率，剪跨深比和有效深度分别在24.1-88.3 MPa，0.12-2.63％，1.1-6.45和141-1111 mm范围内。比较表明，开裂荷载与构件的抗剪承载力之间存在强相关。这种关系可用于开发FRP增强构件的剪力设计方法。
一、前言
到目前为止，已经开展了几项研究来开发用矩形剪切相互作用来预测FRP钢筋混凝土梁的抗剪承载力。Mari等人[1]假定梁的剪切破坏是在压缩弦的任何一点处的主拉应力达到混凝土的抗拉强度时发生的。根据作者的说法，对于受到点载荷的简支梁，这种失效发生在位于倾斜临界剪切裂缝尖端临界支座附近的临界截面上。作者还指出，截面的压缩弦的任何纤维的主拉应力取决于这种纤维的位置、作用在该截面上的弯矩和剪切力以及压缩弦的深度。Hoult等人[2]和舍伍德等人[3]提出了一种用改进的压缩场理论计算FRP加固梁抗剪承载力的方法。为了推导该表达式，作者使用特定点处的力矩和剪切力，利用莫尔圆来计算纵向FRP筋中的应变。虽然得到了良好的结果，但他们使用了剪切力与力矩的间接关系。在目前的研究中，已经尝试将剪切能力与FRP加固梁的弯曲能力联系起来。
在钢筋混凝土梁中，剪切跨度中的倾斜裂缝通常是弯曲裂缝的延伸。图1（a）为矩形截面均匀弹性梁的应力分布。考虑到与支撑面距离为x的单元和中性轴的深度y，主应力f1和f2可以确定为：
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