基于裂缝运动学的GFRP筋混凝土连续深梁剪力传递机制研究

作     者：彭飞 管浩淇 蔡育杭 薛伟辰 

作者机构：湖南大学土木工程学院 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室 同济大学土木工程学院 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52008165) 非金属材料创新中心研发项目(2023TDA4-1) 中国科协青年人才托举工程项目(2022QNRC001) 

主　　题：GFRP筋 连续深梁 DIC技术 裂缝运动学 剪力传递机制 抗剪承载力 

摘      要：为明确玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber-reinforced Polymer，GFRP）筋混凝土连续深梁的剪力传递机制，开展了4根大尺度双跨连续深梁受剪性能试验，试验参数包括剪跨比、是否配置箍筋和GFRP箍筋间距。通过数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）技术测量了整个加载过程中的裂缝运动轨迹，并结合相关力学模型，提出了一种量化各剪力传递机制贡献的分析方法。在此基础上，对裂缝间骨料咬合效应、纵筋销栓作用、受压区未开裂混凝土、裂缝间混凝土残余拉应力、箍筋等剪力传递机制的抗剪贡献和重分布过程进行量化评估。试验结果表明：连续深梁均在内剪跨形成临界剪切裂缝后发生剪切破坏。无腹筋梁的主要剪力传递机制为裂缝间骨料咬合效应和受压区未开裂混凝土，两者对抗剪承载力的贡献占比分别为45.0%和36.6%。配置GFRP箍筋后，骨料咬合效应的抗剪贡献占比由临界剪切裂缝形成时的约36%逐渐降低至破坏时的8.1%～8.8%。当有腹筋梁达到极限状态时，GFRP箍筋为主要的剪力传递机制，其对抗剪承载力的贡献达到69.1%～94.2%。纵筋销栓作用和混凝土残余拉应力的抗剪贡献非常有限。各剪力传递机制承担的剪力之和与抗剪承载力试验值之比为94.3%～114.8%，验证了本文所提方法的合理性。