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GFRP 筋＋鋼筋配置對(duì)混凝土構(gòu)件力學(xué)性能研究
Study on the Mechanical Properties of Concrete Members with Hybrid GFRP - Steel Reinforcement
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孫佳星1 , 王 珂1 , 蔡迎春2
( 1 . 河南中平交科研究設(shè)計(jì)院有限公司 ，平頂山 467000 ; 2. 鄭州大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院 ，鄭州 450000)
摘 要 ：通過推覆試驗(yàn)，研究采用 GFRP 筋＋鋼筋梯級(jí)配置方式的混凝土構(gòu)件，在荷載作用下的裂縫擴(kuò)展規(guī)律、塑性鉸分布特征及耗能機(jī)制 ，探討 GFRP 筋＋鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震性能。結(jié)果表明： GFRP 筋的高強(qiáng)度與低彈性模量特性結(jié)合鋼筋的延性優(yōu)勢(shì)，可促使構(gòu)件形成多個(gè)可控塑性區(qū)，而多塑性區(qū)的分級(jí)演化有效延緩了結(jié) 構(gòu)剛度退化，使構(gòu)件在強(qiáng)震下呈現(xiàn)穩(wěn)定的多級(jí)屈服機(jī)制；通過 GFRP 筋與鋼筋的梯級(jí)協(xié)同配筋策略，可有效調(diào)控混凝土構(gòu)件多塑性區(qū)的形成，合理控制梯級(jí)長度和配筋參數(shù)，可使梯級(jí) GFRP 筋＋鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震性能增加。研究揭示了梯級(jí)配筋對(duì)混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的增強(qiáng)路徑 ，為新型組合結(jié)構(gòu)抗震理論體系的完善提供了重要 參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：GFRP 筋＋鋼筋配置 ；推覆試驗(yàn) ；多塑性區(qū) ；生成機(jī)理 ；力學(xué)性能 ；抗震性能
中圖分類號(hào)：TU377. 9
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)： 1005- 8249 (2025) 02- 0091- 06
DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2025 .02.016
SUN Jiaxing1 , WANG Ke1 , CAI Yingchun2
(1 . Henan Zhongping Jiaoke Research and Design Institute , Pingdingshan 467000 , China;
2. Water Conservancy and Civil Engineering College , Zhengzhou University , Zhengzhou 450000 , China)
Abstract : In order to further analyze the seismic performance of concrete members, the formation and mechanical characteristics of the multi-plastic zone of each specimen are discussed by pushover test using the GFRP Bar + reinforcement cascade configuration. Based on the spatial arrangement of GFRP bars and steel bars, the crack propagation law, plastic hinge distribution characteristics and energy dissipation mechanism of GFRP bars and steel bars under load were studied. The results show that the high strength and low elastic modulus characteristics of GFRP bars combined with the ductility advantages of steel bars can promote the formation of multiple controllable plastic zones in the members, and the hierarchical evolution of multiple plastic zones effectively delays the degradation of structural stiffness, the multi-level yield mechanism of the members is stable under strong earthquake. Therefore, in engineering construction, the formation of multiple plastic zones in concrete members can be effectively regulated by the strategy of Cascade cooperative reinforcement of GFRP bars and steel bars, and the length and reinforcement parameters of the cascade can be reasonably controlled, it can increase the seismic performance of the cascade GFRP Bars + reinforced concrete members. This study reveals the enhancement path of cascade reinforcement on the mechanical properties of concrete members, and provides an important reference value for the improvement of the seismic theory system of new composite structures.
Keywords: GFRP REBAR + rebar configuration; concrete member; pushover test; multi-plastic zone; formation mechanism; mechanical properties; seismic performance
基金項(xiàng)目：2021 河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目 (212102310289) 。
作者簡介：孫佳星 (1987—) , 男 ，本科 ，高級(jí)工程師 ，研究方向：公路路面設(shè)計(jì) 、橋梁 、景觀設(shè)計(jì)。
通信作者：蔡迎春 (1971 —) , 男 ，博士 ，教授 ，研究方向： 交通基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)理論與技術(shù)研究等。
收稿日期：2024 - 12 - 08
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