FRP筋混凝土梁受剪性能影响因素研究：模拟梁设计及参数

模拟梁的详细参数见表8，试件的横截面尺寸均匀为130mm×220mm×1560mm，与图1一致。纵向钢筋尺寸、架立钢筋尺寸配置及所用混凝土参数与上述试验梁一致。ρl为3.1%的模拟梁纵向钢筋配置为4C16，ρv为0.19%的模拟梁配备直径为4mm箍筋（抗拉强度ffu=1463MPa）， ρv 为 0.43% 模拟梁使用箍筋的直径为 6mm 的FRP钢筋（抗拉强度 ffu = 1463MPa）。

为研究纵筋配筋率ρl对FRP筋混凝土梁受剪性能的影响，分别设计了S-ρl-6和S-ρl-4两组系列梁。其中，S-ρl-6设计为剪压区混凝土压溃的剪压破坏，箍筋直径为6 mm、弯曲部抗拉强度为520 MPa；S-ρl-4系列梁设计成箍筋弯曲部拉断的剪压破坏，箍筋直径4 mm，弯曲部抗拉强度400 MPa。每组三根梁的ρl分别为1.5%、2.3%和3.1%，其余材料参数相同。

为研究纵筋弹性模量El对FRP筋混凝土梁受剪性能的影响，设计了五根A系列梁，均为剪压区混凝土压溃的剪压破坏，El分别为25、46.23、100、150和200 Gpa，其中200 Gpa的纵筋为普通钢筋（表中弹性模量为200Gpa的纵筋或箍筋均设计为普通钢筋，其余均设计为FRP筋）。

为研究箍筋弹性模量Ev对FRP筋混凝土梁受剪性能的影响，设计了B、C、D和E四组系列梁。B、C系列梁设为剪压区混凝土压溃的剪压破坏，B系列梁纵筋为FRP筋，C系列梁纵筋为普通钢筋，箍筋直径均为6 mm，弯曲部抗拉强度为520 MPa。D、E系列梁设为箍筋弯曲部拉断的剪压破坏，D系列梁纵筋为FRP筋，E系列梁纵筋为普通钢筋，箍筋直径均为4 mm，弯曲部抗拉强度为260 MPa。

为研究箍筋弯曲部抗拉强度fbend、混凝土强度fc'对FRP筋混凝土梁受剪性能影响，分别设计了F和G两组系列梁，均设为剪压区混凝土压溃的剪压破坏。F系列梁纵筋为FRP筋，G系列梁纵筋为普通钢筋。

表8 模拟梁详细参数

| 参数 | 值 | |-------------------------|--------------| | 梁长（mm） | 1560 | | 梁宽（mm） | 220 | | 梁高（mm） | 130 | | 纵向钢筋数量 | 4 | | 纵向钢筋直径（mm） | 16 | | 纵向钢筋配筋率（%） | 3.1 | | 架立钢筋数量 | 2 | | 架立钢筋直径（mm） | 10 | | 箍筋数量 | 视试验设计而定 | | 箍筋直径（mm） | 视试验设计而定 | | 箍筋配筋率（%） | 视试验设计而定 | | 混凝土强度等级 | C50 | | 混凝土抗压强度（MPa） | 53.8 | | 混凝土抗拉强度（MPa） | 4.22 | | 混凝土轴心抗弯强度（MPa） | 7.70 | | 混凝土剪切强度（MPa） | 4.8 | | 混凝土重度（kg/m³） | 2500 | | FRP筋抗拉强度（MPa） | 1463 | | FRP筋弹性模量（GPa） | 45 | | 普通钢筋抗拉强度（MPa） | 400 | | 普通钢筋弹性模量（GPa） | 200 | | 箍筋弯曲部抗拉强度（MPa） | 视试验设计而定 | | 箍筋弯曲部弹性模量（GPa） | 视试验设计而定 | | 纵向钢筋弹性模量（GPa） | 视试验设计而定 | | 混凝土轴心压应力-应变关系 | 折线 | | 混凝土轴心拉应力-应变关系 | 折线 | | 混凝土剪应力-应变关系 | 折线 | | FRP筋应力-应变关系 | 线性 | | FRP筋弯曲部应力-应变关系 | 折线 | | 普通钢筋应力-应变关系 | 折线 | | 普通钢筋弯曲部应力-应变关系 | 折线 | | 箍筋应力-应变关系 | 视试验设计而定 |

注：箍筋弯曲部抗拉强度、箍筋弯曲部弹性模量、纵向钢筋弹性模量以及箍筋配筋率在试验中根据需要进行调整。