由于受到高配筋率、GFRP筋高抗拉强度、小跨高比以及压缩薄膜效应的影响,常规GFRP筋混凝土桥面板的破坏模式通常为弯剪破坏或冲切(冲剪)破坏。
为准确研究GFRP筋增强混凝桥面结构的抗剪性能,我校郑愚博士等开展了一系列足尺寸的侧向约束GFRP筋混凝土板带承载性能试验研究。研究结果表明:在剪跨比大于2.5和配筋率较低的情况下,侧向约束刚度会导致剪压破坏。随着约束刚度的增加,FRP筋配筋率对承载性能的贡献下降,从而弱化了其对抗剪性能的作用。
此外,由于没有考虑压缩薄膜效应作用,目前针对GFRP筋混凝土桥面抗剪的理论算法不能准确计算真实抗剪承载力,导致FRP筋配筋率较高。因此,郑愚博士尝试依据压缩薄膜效应理论,研究建立出了一套准确计算理论,发现计算结果与试验结果吻合度较高。
本次研究有效解决了现有GFRP筋混凝土桥面配筋率过高的问题,拓展了现有FRP筋混凝土结构研究内容,有助于指导工程人员合理使用高性能纤维复合材料,提高结构耐久性。
这一研究成果“Influence of arching action on shear behaviour of laterally restrained concrete slabs reinforced with GFRP bars”发表于《Composite Structures》上,该刊为中科院JCR数据库中的SCI二区刊物,我校T类三级刊物,影响因子为3.318。