BFRP筋混凝土双向板冲切承载力塑性分析 (2012年)

基于BFRP筋的性能特点和混凝土结构塑性理论，提出了BFRP筋的名义屈服强度概念，确定了混凝土与BFRP筋的屈服条件，建立了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板的破坏机构，应用虚功原理导出了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板极限冲切承载力的塑性解计算表达式， 根据提供的信息，我们可以总结出以下相关知识点： ### BFRP筋混凝土双向板冲切承载力塑性分析 #### 1. 引言 - **背景介绍**：混凝土双向板是港口工程中最常用的结构形式之一，但长期使用下，由于自重和承受的荷载较大，板中会产生巨大的冲切作用，导致大面积裂缝并引发钢筋锈蚀，严重降低结构的承载能力和耐久性。 - **FRP筋的优点**：FRP（Fiber Reinforced Polymer）筋是一种新型复合材料，具有优异的抗腐蚀性能，适用于海洋等腐蚀环境中。使用FRP筋可以提高结构的耐久性，并减少维护成本。 - **研究现状**：虽然FRP筋的应用日益增多，但对于FRP筋混凝土双向板的研究还相对较少，特别是关于其冲切性能的研究。现有的设计规范也缺乏这方面的明确规定。 #### 2. BFRP筋混凝土双向板材料的本构关系 - **混凝土本构关系**：假设混凝土为理想刚塑性材料，其抗拉和抗压性能可以用有效抗拉强度和有效抗压强度来表示。 - **BFRP筋本构关系**：BFRP筋是一种线弹性材料，没有明显的屈服点，其应力-应变曲线几乎是一条直线。为了进行塑性极限分析，引入了“名义屈服强度”的概念，用以表征BFRP筋在混凝土板发生塑性屈服时的抗拉能力。 #### 3. BFRP筋的名义屈服强度 - **定义**：名义屈服强度是根据无屈服点钢筋的概念提出的，用于描述BFRP筋在混凝土板发生塑性屈服时的抗拉强度。 - **作用**：通过定义名义屈服强度，可以在塑性极限分析中模拟BFRP筋的行为，即使在达到该强度后，BFRP筋的应力不再增加，但应变会继续增大。 #### 4. 混凝土与BFRP筋的屈服条件 - **屈服条件**：为了建立BFRP筋混凝土双向板的破坏机构，需要确定混凝土和BFRP筋的屈服条件。这一过程通常涉及混凝土的有效抗拉强度和抗压强度，以及BFRP筋的名义屈服强度。 #### 5. 极限冲切承载力的塑性解计算表达式 - **原理**：通过建立中置集中荷载作用下的BFRP筋混凝土双向板的破坏机构，并应用虚功原理，可以导出极限冲切承载力的塑性解计算表达式。 - **应用**：该计算表达式为评估BFRP筋混凝土双向板的冲切承载力提供了理论依据，有助于指导这类结构的设计和优化。 #### 结论 - 本文通过对BFRP筋混凝土双向板冲切承载力的塑性分析，不仅为这种特殊结构的力学行为提供了深入的理解，也为今后相关领域的研究和发展奠定了基础。通过确定混凝土与BFRP筋的屈服条件，并建立相应的破坏机构模型，可以有效地预测和评估此类结构在实际应用中的性能表现，为提升结构的安全性和经济性提供支持。 以上内容概述了基于BFRP筋的混凝土双向板冲切承载力塑性分析的关键知识点，包括背景介绍、材料本构关系、名义屈服强度的定义及其作用、屈服条件的确定以及极限冲切承载力的塑性解计算表达式的建立。