第２１卷第２期廣西工學院學報
２０１０年６月
ｊｕｎｅ ２０１０
文章編號
ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁正截面受彎承載力計算
鄧宇 ，梁炯豐 ，楊永年
（１．廣西工學院土木建築工程系，廣西柳州
５４５００６；２．東華理工大學土木與環境工程學院，江西撫州
３４４０００；
３．廣西柳州市學苑建築設計研究院．廣西柳州 ５４５００６）
摘要：為提出ｆａｐ（纖維增強複合材料）加固型鋼混凝土梁正截面受彎承載力的計算公式，根據中和軸和型鋼的截面
位置不同。ｆｌｉｐ加固型鋼混凝土梁可以分為中和軸在型鋼腹板中通過、中和軸不通過型鋼及中和軸恰好在型鋼受壓翼
緣中通過３種情況，分別針對這３種情況進行受力分析，得到了相應的正截面受彎承載力計算公式．
關鍵詞：ｆｒｐ；型鋼混凝土：受彎中圖分類號：ｔｕ３７５
文獻標誌碼：ａ
０引言型鋼混凝土結構是一種優於鋼結構和鋼筋混凝土結構的新型結構，分別繼承了鋼結構和鋼筋混凝土結構各自的優點，克服了兩者的缺點而產生的一種新型結構體系，由於其具有剛度大、承載力高、抗震效能好等優點被廣泛地應用在工程實際中纖維複合材料）由於具有耐腐蝕、高強、輕質、耐久性好等優點，正被越來越多地應用於土木工程結構中 ］．ｆｒｐ型鋼混凝土結構則可以進一步充分利用材料特性。減小截面尺寸，增加結構使用面積，能夠適應現代結構向大跨、過載及高聳發展的趨勢．目前．對於ｆｒｐ在土
木工程中的應用與研究主要集中在ｆｒｐ加固混凝土結構上，而對於ｆｒｐ加固型鋼混凝土組合結構上則較少，因此，本文根據ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁的幾種破壞形式，給出了ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁正截面抗彎承
載力的計算公式．
１基本假定
為研究ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁的受彎承載力計算公式，參考文獻［６］、［７］，作了以下基本假定：
①加固梁變形後截面應變保持為平面；
②ｆｒｐ和混凝土之間及型鋼和混凝土之間無相對滑移：
③不考慮受拉區混凝土參加工作，即不考慮混凝土的抗拉強度：④鋼筋和型鋼應力與應變關係按雙線性：
ｆ⑤混凝土的應力．應變關係按混凝土結構設計規範》取用；
⑥ｆｒｐ的應力應變關係為線彈性關係，即應力等於應變乘以彈性模量．
收稿日期
**專案：廣西自然科學**重點專案（桂科白廣西科學研究與技術開發專案（桂科攻資助作者簡介：鄧字，研究方向：從事結構工程研究
７０廣西工學院學報第２１卷
２計算公式
２．１判別公式
ｆｆｕｐ加固型鋼混凝土梁參照ｆｒｐ加固ｒｃ
梁的設計原理，主要會發生這幾種破壞模式：①
受拉鋼筋屈服，受拉鋼骨屈服，ｆｒｐ布拉斷，受
壓區混凝土未壓碎；②受拉鋼筋屈服，受拉鋼骨屈服，ｆｒｐ布拉斷，受壓區混凝土壓壞；③受拉
鋼筋屈服，受拉鋼骨屈服，ｆｒｐ布未拉斷，受壓
區混凝土壓碎．本文只討論第②種情況，根據中
和軸位置不同，可分為以下３種情況：１）中和軸在型鋼腹板中通過；２）中和軸不通過型鋼；３）中
和軸恰好在型鋼受壓翼緣中通過．其中第３１種情況可作為其他兩種情況的判別界限．此時無
論中和軸通過型鋼上翼緣什麼位置，均可忽略上翼緣的應力．
圖１中和軸在型鋼翼緣中通過時的應力圖形
當中和軸恰好通過型鋼受壓翼緣時．應力狀態如圖１所示。
此種情況ｏ．８口 ≤ ≤口 ，且 ≤
，受壓區高度根據力的平衡，可由下式求得
一０．００３ｅ．：
±１，ｃｄ
對型鋼上翼緣取矩。得極限彎矩
６（口一２．
（８ 一口一口 ）（２）
ｆ＿＿１一●
２．２受彎承載力計算
２．２．１中和軸通過型鋼腹板
此種情況 ＞口 ，且 ≤應力狀態如
圖２所示．
根據力的平衡，得
圖２中和軸在型鋼腹板中通過時的應力圖形一±
二二±（３）對中和軸取矩，可得極限彎矩
譬）（４）
第２期鄧宇等：ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁正截面受彎承載力計算７１
２．２．２中和軸不通過型鋼腹板
此種情況 ＜ｏ．８。 ，且 ≤
一，應力狀態如圖３所示，由力的平衡，可得到１，４
～０．ｏ０３ｅ
＝（５）若≤：
（６）１
ｊ ａ～０．
ｏ０３ｅ
則型鋼可能全截面屈服．此時的極限彎矩為ｍ＝
ｆｒａ （一一一口
￣／ｔｃ，（）
（７）若們一——————：墾一 ≤ ：———一一
（８）¨
¨則不考慮型鋼ｅ翼緣的作用．重新按下式計算值．
：±叢 ±二±ｂ
（９）對型鋼上翼緣取矩，可得極限彎矩
（ｈ－ａ，一口 ）十．ｈａ（ａａｆ十厶
）＋ ａ：（口：一口 ）＋ ｌ６（０ 一｝）厶
（１０）
式（１）一（１ｏ）中，為梁截面高度；為型鋼截面高度；ｂ為梁寬；ａｓ，ａｔ分別表示受拉鋼筋重心至受拉區邊
緣及受壓鋼筋重心至受壓區邊緣的距離；為型鋼腹板厚度；ａ ，分別表示受拉鋼筋及受壓鋼筋截面面積；４，ａ 分別為型鋼下翼緣及型鋼上翼緣截面面積；，ｆ別表示受拉鋼筋與受壓鋼筋強度設計值 ，ｆ分別表示型鋼的受拉與受壓強度設計值；ａ 為型鋼全截面面積；．
ｒ為ｆｒｐ抗拉強度設計值；ａ 為ｆｒｐ的
面積；ｏｒ。為等效矩形應力圖形的應力值與混凝土軸心抗壓強度的比值，當混凝土強度等級不超過ｃ５０時．
，取１．
０；當混凝土強度等級為ｃ８０時，取０．９４，其間按線性內插法確定．３結語
本文根據ｎ 及型鋼混凝土結構有關資料，採用極限平衡理論分析了ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁的受力
模式，並根據中和軸位置與型鋼位置的不同，給出了ｆｒｐ加固型鋼混凝土梁界限破壞的判別公式及正截面受彎承載力計算的公式，供工程實際參考．參
考文獻：
［１］薛建陽，陳宗平，趙鴻鐵．型鋼混凝土異形柱受剪機理及承載力計算［ｊ］．建築結構學報
［２］王秋維，史慶軒．ｔ形型鋼混凝土柱正截面承載力的計算方法**［ｊ］．力學與實踐鄭永幹，韓林海，經建生．火災下型鋼混凝土梁力學效能的研究［ｊ］．工程力學
［６］王連廣．鋼與混凝土組合結構理論與計算［ｍ］．北京：科學出版社，２００５．
［７］滕錦光，陳建飛，史密斯ｓｔ，等．ｆｒｐ加固混凝土結構［ｍ］．北京：中國建築工業出版社，２００５．
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ｄｅｎｇ ｙｕ ，
（責任編輯李彥青）
（上接第５４頁）
木（責任編輯李捷）
FRP材料加固混凝土結構的研究
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型鋼混凝土施工方案
一 編制依據 1 中廣電廣播電影電視設計研究院 江陰廣播電視中心擴建 改造 工程施工設計圖紙 2 江陰廣播電視中心擴建 改造 工程施工組織設計 3 型鋼混凝土組合結構構造 04sg523 4 鋼結構工程施工質量驗收規範 gb50205 2001 4 型鋼混凝土組合結構技術規程 jgj138 2001...
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