逄顯昱，李穎娜，趙 欣，周 洪

(1.北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037；2.北京市市政專業(yè)設(shè)計(jì)院股份公司，北京 100037；3.北京市政路橋集團(tuán)有限公司，北京 100045；4.南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，南寧 530021)

玻璃纖維筋圍護(hù)樁設(shè)計(jì)與施工的應(yīng)用研究

逄顯昱1，李穎娜2，趙 欣3，周 洪4

(1.北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037；2.北京市市政專業(yè)設(shè)計(jì)院股份公司，北京 100037；3.北京市政路橋集團(tuán)有限公司，北京 100045；4.南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，南寧 530021)

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力計(jì)算都是建立在鋼筋延性特性的基礎(chǔ)上的。盡管玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算并不完全等同于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算，但是做出相應(yīng)的修改也是合理的。玻璃纖維筋材料的使用迄今取得了很大的進(jìn)步，但其結(jié)構(gòu)行為需要更詳細(xì)研究，以致于可以應(yīng)用于新領(lǐng)域的開發(fā)。就玻璃纖維筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算中玻璃纖維筋與混凝土的黏結(jié)力、玻璃纖維筋強(qiáng)度取值、正截面計(jì)算和斜截面計(jì)算等。根據(jù)理論分析從而解決實(shí)際工程的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用等關(guān)鍵問題。

地鐵；圍護(hù)樁；玻璃纖維筋；設(shè)計(jì)

1 工程背景與研究現(xiàn)狀

1.1 工程背景

某地鐵車站主體結(jié)構(gòu)為地下兩層3跨平頂直墻結(jié)構(gòu)，采用暗挖PBA工法，整體逆做局部順做法施工，車站采用暗挖雙層雙柱3跨14 m島式車站。車站總長205.5 m，總寬23.1 m，車站頂板緊貼某公路隧道。由于車站緊貼公路隧道，因此此次施工方案順序?yàn)椋合乳_挖兩側(cè)邊導(dǎo)洞，邊導(dǎo)洞貫通后進(jìn)行邊樁施工，再開挖中導(dǎo)洞，中導(dǎo)洞貫通后進(jìn)行中樁施工。在車站兩端盾構(gòu)穿越區(qū)域采用玻璃纖維筋作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)材料，見圖1，其中圖中陰影部分內(nèi)的樁體為玻璃纖維筋樁。

圖1 玻璃纖筋樁位置示意(單位：mm)

1.2 玻璃纖維筋混凝土研究現(xiàn)狀

近年來，由于玻璃纖維筋在某些方面優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋，因此玻璃纖維筋混凝土在國內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。在國外，如日本、歐洲、美國、加拿大等國家都積極開展對玻璃纖維筋混凝土的研究工作。例如，1992年，日本成為第一個(gè)發(fā)布關(guān)于玻璃纖維筋混凝土的設(shè)計(jì)草稿的國家[1]。隨后，歐洲[2]、加拿大[3]和美國[4]等國家相繼出臺本國的玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工指南。在中國，對玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究也比較多，但同時(shí)我國的研究者對于這方面的研究也借鑒美國混凝土協(xié)會(ACI)編制的纖維筋增強(qiáng)材料混凝土設(shè)計(jì)與施工指南，包括文獻(xiàn)[5]在抗彎、抗剪等研究內(nèi)容也主要參考美國規(guī)范。然而，美國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(ACI)規(guī)范采用的是承載力折減系數(shù)法進(jìn)行安全規(guī)定的；而對于上述其他國家，他們的設(shè)計(jì)理念是基于材料分項(xiàng)安全系數(shù)而進(jìn)行其安全規(guī)定的[6]。

目前，玻璃纖維筋混凝土在地鐵工程中的應(yīng)用也越來越廣泛，其已經(jīng)應(yīng)用在盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)中，并在成都、長沙、東莞、廣州等城市獲得成功，并在北京直徑線盾構(gòu)隧道始發(fā)中也得到初步應(yīng)用。但是目前對于此類工程的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法還未形成，大部分的工程都是依照國內(nèi)外成功的施工經(jīng)驗(yàn)：在局部用等直徑、等數(shù)量的玻璃纖維筋去代替鋼筋[7-8]。因此，在應(yīng)用過程中出現(xiàn)了不少問題，如：2010年廣州地鐵中，由于設(shè)計(jì)時(shí)圍護(hù)墻體厚度過小，導(dǎo)致刀盤在切削時(shí)出現(xiàn)堵塞在排漿管口的未切斷的玻璃纖維筋[10]。武漢長江隧道地下連續(xù)墻使用了高強(qiáng)度等級的水下混凝土，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)切削混凝土非常困難，且玻璃纖維筋還卡壞了部分切刀，最終只能人工去破除地下連續(xù)墻[9]。在成都地鐵盾構(gòu)工程中，地鐵建設(shè)研究者對鋼筋樁和玻璃纖維筋樁的彎矩進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果表明在最不利工況時(shí)所產(chǎn)生的實(shí)際最大彎矩小于200 kN·m，與設(shè)計(jì)彎矩值1 866 kN·m相差太大，也說明在實(shí)際設(shè)計(jì)與施工中太過于保守[11]。諸如此類的問題還有很多，究其原因，都是對玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法缺乏系統(tǒng)深入的研究。

基于此背景，首先參考國內(nèi)外關(guān)于玻璃纖維筋混凝土的設(shè)計(jì)成果，然后提出一個(gè)適用于地鐵工程的玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指南。值得注意的是，由于所研究的對象主要為地鐵工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，因此，根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況，主要分析玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪承載力公式計(jì)算，以及玻璃纖維筋與混凝土之間的黏結(jié)能力等問題。

2 玻璃纖維筋混凝土材料的力學(xué)性能

2.1 玻璃纖維筋

玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件由配置玻璃纖維筋的混凝土構(gòu)成?；炷僚c鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的共性，在此不再討論，只分析玻璃纖維筋這種材料的主要力學(xué)行為。

2.1.1 玻璃纖維筋的軸向抗拉強(qiáng)度

對于玻璃纖維筋在混凝土中主要受力情況而言，玻璃纖維筋主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)中的拉應(yīng)力，因此，應(yīng)首先對玻璃纖維筋這一材料的軸向抗拉強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)的分析。在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行玻璃纖維筋材料標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的取值與設(shè)計(jì)強(qiáng)度的取值。對于玻璃纖維筋軸向抗拉強(qiáng)度的研究，國內(nèi)外已研究比較系統(tǒng)。其主要特征也比較統(tǒng)一。

(1)玻璃纖維筋在破壞前沒有實(shí)際性的屈服階段，破壞形式為脆性破壞，在應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系上表現(xiàn)為一直線關(guān)系。

(2)玻璃纖維筋的彈性模量低，約為鋼筋彈性模量的1/4。

(3)由于剪切滯的影響，不同截面尺寸的玻璃纖維筋的抗拉強(qiáng)度存在差異；對于鋼筋，鋼筋型號等級決定其屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度，對于玻璃纖維筋，在制作材料因素相同條件下，其抗拉強(qiáng)度與桿體的截面尺寸有關(guān)。

(4)對于玻璃纖維筋材料，其抗拉強(qiáng)度的離散性較鋼筋大，因?yàn)椴ＡЮw維筋的強(qiáng)度取值與鋼筋強(qiáng)度取值就存在差異。

2.1.2 玻璃纖維筋的抗剪強(qiáng)度

玻璃纖維筋與鋼筋存在的另外一個(gè)較大的差異為玻璃纖維筋為各項(xiàng)異性材料。對于玻璃纖維筋的橫向剪切強(qiáng)度，筆者通過試驗(yàn)，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得玻璃纖維筋橫向剪切強(qiáng)度約為軸向抗拉強(qiáng)度的1/5。所以此特征也是造成玻璃纖維筋混凝土與鋼筋混凝土在抗剪上巨大差異的一個(gè)主要因素，在傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于假設(shè)鋼筋為各項(xiàng)同性材料，所以往往不考慮鋼筋的橫向剪切強(qiáng)度；但是對于玻璃纖維筋，此特征必須加以研究。由于玻璃纖維筋桿體在橫向上較弱的抗剪能力，因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中需要對玻璃纖維筋采取相對應(yīng)的錨固措施[12]。

2.1.3 玻璃纖維筋彎曲抗拉強(qiáng)度

在實(shí)際的混凝土結(jié)構(gòu)中，如箍筋，往往需要彎曲的配筋形式。正如上述所說，玻璃纖維筋為各項(xiàng)異性材料，因此，彎曲的玻璃纖維筋在抗拉強(qiáng)度上 要弱于其軸線抗拉強(qiáng)度。對于彎曲玻璃纖維筋的抗拉強(qiáng)度，國內(nèi)還很少研究，對于該方面，世界各國幾乎都沿用ACI所建議的公式，玻璃纖維筋的彎曲抗拉強(qiáng)度的主要影響因素為：桿體彎曲的半徑、桿體截面尺寸、桿體錨固長度以及桿體尾巴長度。對于彎曲的玻璃纖維筋，其強(qiáng)度一般只能達(dá)到其軸線抗拉強(qiáng)度的50%[13]。同時(shí)，由于玻璃纖維筋與混凝土錨固能力較差，玻璃纖維筋箍筋對于有腹筋梁的抗剪承載力的貢獻(xiàn)要低于鋼筋箍筋的貢獻(xiàn)。

2.1.4 玻璃纖維筋壓縮力學(xué)性能

玻璃纖維筋是在合成高強(qiáng)纖維注入樹脂材料經(jīng)擠壓、拉拔而成型的。所以，玻璃纖維筋在受壓強(qiáng)度較低，關(guān)于玻璃纖維筋的受壓力學(xué)性能，主要集中在國外的研究中，而國外的研究結(jié)果表明，玻璃纖維筋的軸向受壓強(qiáng)度約為其軸向受拉強(qiáng)度的30%[14]，而受壓縮模量為受拉彈性模量的80%。我國對玻璃纖維筋桿體的壓縮性能也進(jìn)行了一定的研究，文獻(xiàn)[15]研究結(jié)果表明，玻璃纖維筋桿體的壓縮強(qiáng)度較低。因此，在計(jì)算玻璃纖維筋混凝土純彎正截面承載力公式時(shí)，可以忽略受壓區(qū)玻璃纖維筋對承載力的貢獻(xiàn)[16]。

2.2 玻璃纖維筋與混凝土黏結(jié)力

對于該工程的玻璃纖維筋圍護(hù)樁的施工工藝：考慮洞內(nèi)運(yùn)輸及吊裝，鋼筋籠在地面分節(jié)加工，每節(jié)長度2.5 m，然后采用機(jī)械連接把每段主筋相連。這樣也就遇到一個(gè)工程問題：由于玻璃纖維筋無法使用焊接，采用機(jī)械連接時(shí)其本身的搭接長度的取值以及構(gòu)造形式。對于主筋直接的搭接問題，其本質(zhì)就是玻璃纖維筋與周圍混凝土錨固性能的力學(xué)行為。

黏結(jié)和錨固時(shí)玻璃纖維筋和混凝土兩種材料能夠協(xié)同工作的前提是，玻璃纖維筋能夠代替鋼筋應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。玻璃纖維筋與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度主要影響因素與鋼筋混凝土黏結(jié)力因素一致：混凝土強(qiáng)度、玻璃纖維筋截面直徑、混凝土保護(hù)層厚度、玻璃纖維筋在混凝土中的有效埋置長度、玻璃纖維筋表面形式等。對于鋼筋混凝土，變形鋼筋表面有凸出橫肋，混凝土呈齒狀嵌在橫肋之間，該齒是影響?zhàn)そY(jié)強(qiáng)度的主要因素[17]。當(dāng)主筋與混凝土的黏結(jié)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度ft時(shí)，開始出現(xiàn)內(nèi)部斜裂縫。對于玻璃纖維筋，由于低彈性模量與較低的橫肋高度，因此，玻璃纖維筋與混凝土之間的黏結(jié)力更多的由兩種材料之間的摩擦力組成。

對于玻璃纖維筋混凝土受彎正截面構(gòu)件，受拉區(qū)混凝土開裂正是由于玻璃纖維筋與混凝土之間的黏結(jié)力達(dá)到黏結(jié)破壞強(qiáng)度。該破壞形式與玻璃纖維筋拉拔破壞形式存在差異：該破壞形式下玻璃纖維筋的黏結(jié)能力更低以及其殘余應(yīng)力急速的下降為零[18]。

對于玻璃纖維筋與混凝土的劈裂破壞，由于其低彈性模量、軸線剛度低和極限應(yīng)變大等因素導(dǎo)致其破壞形式與傳統(tǒng)鋼筋不同?？傊?，玻璃纖維筋的黏結(jié)能力要弱于鋼筋混凝土黏結(jié)力，對玻璃纖維筋混凝土與鋼筋混凝土進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，玻璃纖維筋與混凝土之間的黏結(jié)強(qiáng)度只有鋼筋的70%。對于玻璃纖維筋混凝土的錨固長度應(yīng)在鋼筋混凝土的基本錨固長度的基礎(chǔ)上有所增加。圖2為鋼筋與玻璃纖維筋連接示意，實(shí)際搭接長度為40倍主筋直徑。

圖2 鋼筋與玻璃纖維筋連接示意

3 正截面承載力計(jì)算

對于玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的正截面承載力的研究都比較清晰，反映其承載力規(guī)律的計(jì)算公式也較為簡單。玻璃纖維筋混凝土受彎構(gòu)件試驗(yàn)表明，構(gòu)件應(yīng)變開裂前滿足平截面假定；開裂后，盡管開裂截面一分為二，但從平均應(yīng)變的意義上，平截面假定仍然成立。因此，在受彎構(gòu)件的整個(gè)受力過程中認(rèn)為平均應(yīng)變符合平截面假定。在鋼筋混凝土規(guī)范中，這一平面假定已被學(xué)者證明，而基于對玻璃纖維筋混凝土試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，也認(rèn)為這一假定在玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)中同樣成立[19]。

對于玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)正截面計(jì)算，由于玻璃纖維筋材料在抗拉強(qiáng)度上異于傳統(tǒng)鋼筋，而這對截面尺寸上的應(yīng)力、應(yīng)變分布有著巨大的變化。對于玻璃纖維筋與鋼筋的正截面的平衡破壞模式，在同等結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的中性軸高度較小，見圖3。

圖3 玻璃纖維筋混凝土應(yīng)變分布

3.1 玻璃纖維筋混凝土正截面3種破壞形式

由于玻璃纖維筋在破壞之前無任何的屈服段，屬于線彈性破壞，因此，玻璃纖維筋混凝土與鋼筋混凝土在正截面承載力上最明顯的差異為：玻璃纖維筋混凝土正截面破壞的各種形式都是脆性的，毫無征兆的達(dá)到屈服[20]。因此，從理論上可分析得：玻璃纖維筋單筋矩形截面梁正截面破壞有3種形式[4]，見圖4。

圖4 正截面承載力極限狀態(tài)下的應(yīng)變與應(yīng)力分布

(1)平衡破壞: 受拉玻璃纖維筋與受壓區(qū)邊緣混凝土同時(shí)達(dá)到極限應(yīng)變；

(2)受壓破壞: 受壓區(qū)邊緣混凝土先于受拉玻璃纖維筋屈服；

(3)受拉破壞: 受拉玻璃纖維筋先于受壓區(qū)邊緣混凝土屈服。

對于單筋截面正截面的3種破壞形式，由于玻璃纖維筋的斷裂和混凝土的壓碎都屬于脆性破壞，所以玻璃纖維筋混凝土梁的受拉和受壓破壞模式都屬于脆性破壞，不能簡單地仿照鋼筋混凝土梁劃分的適筋、超筋、少筋3種破壞類型。但是相比較而言，混凝土的壓碎破壞過程有一定的塑性發(fā)展，這樣玻璃纖維筋混凝土梁受壓破壞有一定預(yù)兆，因此，在這3種破壞形式中，受壓破壞是最希望出現(xiàn)的破壞形式[19]。在基坑圍護(hù)工程中對于這3種破壞形式，為了得到更好的玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形能力和結(jié)構(gòu)的更好的延性，受壓破壞是最希望出現(xiàn)的破壞形式，所以，設(shè)計(jì)通常按照受壓破壞模式對玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 基本公式

對于受壓破壞，其基本公式利用平截面假定關(guān)系可推導(dǎo)出

(1)

(2)

式中Mu——正截面極限彎矩；

fg——正截面承載力計(jì)算中縱向受拉玻璃纖維應(yīng)力；

Ag——玻璃纖維筋主筋面積；

h0——梁截面有效高度；

x——等效受壓區(qū)高度；

Eg——玻璃纖維筋彈性模量；

ρg——玻璃纖維筋配筋率；

fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度；

εcu——混凝土極限壓應(yīng)變，一般地，εcu等于0.003 3；

α1、β1——正截面受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形簡化為等效矩形應(yīng)力圖系數(shù)，與現(xiàn)行混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范取值一致。

式(1)和(2)為單筋矩形截面玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)正截面的承載力計(jì)算公式。該式(2)中，由于玻璃纖維筋的應(yīng)力fg未達(dá)到其極限抗拉強(qiáng)度，因此它與截面的配筋率ρg為一特定的函數(shù)關(guān)系。

將配筋率ρg從0.5%～3.5%分成300等份，代入式(2)得到相對應(yīng)最大玻璃纖維筋應(yīng)力fg的值，最后擬合成的曲線見圖5。由圖5可以看出，隨著配筋率的增加，玻璃纖維筋的最大應(yīng)力值減低。式(2)較為冗長復(fù)雜，不易用于實(shí)際工程上的設(shè)計(jì)，因此，對于此公式的簡化就顯得很有必要了。由于式(2)中未知的因素為玻璃纖維筋的彈性模量Eg和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度fc，對公式的簡化，首先對這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行假設(shè)。根據(jù)試驗(yàn)對玻璃纖維筋的材料力學(xué)性能可得：Eg=48 GPa；在北京地鐵基坑圍護(hù)工程中，常用混凝土等級為C30，所以混凝土軸心抗壓強(qiáng)度根據(jù)文獻(xiàn)[19]進(jìn)行取值：fc=14.3 MPa，α1=1.0，β1=0.8，εcu=0.003 3。代入公式即可得fg與配筋率ρg的函數(shù)關(guān)系

(3)

式中fg——玻璃纖維筋最大拉應(yīng)力，MPa；

ρg——玻璃纖維筋配筋率，%。

圖5 配筋率與最大應(yīng)力的關(guān)系曲線

實(shí)際工程中，由于材料特性的不同，其簡化的公式也不同，但簡化思路與上述一致。而對于玻璃纖維筋混凝土構(gòu)件受彎正截面承載力公式的簡化還需進(jìn)一步去系統(tǒng)研究，以得到一個(gè)適用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)與計(jì)算的完整體系。因?yàn)榇舜沃粚ψ詈唵蔚膯谓罹匦谓孛孢M(jìn)行分析，對于基坑工程更為常見的圓形均勻配筋的構(gòu)件未進(jìn)行討論，該情況下，截面形式與配筋形式更為復(fù)雜，計(jì)算公式的簡化也就更為復(fù)雜。

4 斜截面無腹筋抗剪性能

如圖6所示，鋼筋混凝土梁的抗剪能力是由混凝土和鋼筋共同承擔(dān)的，圖中，Vcz、Va、Vs、Vd分別表示受壓區(qū)未開裂混凝的抗剪貢獻(xiàn)、骨料咬合作用、腹筋抗剪作用和縱筋的銷栓作用，Vc表示這些項(xiàng)抗剪作用之和。

圖6 鋼筋混凝土抗剪內(nèi)力示意

有理由認(rèn)為以上抗剪機(jī)理同樣存在于玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)中， 但是它們抗剪作用的相對大小可能與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中抗剪作用的相對大小不同。在玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)中， 因?yàn)椴ＡЮw維筋的彈性模量較低， 其軸向剛度明顯低于鋼筋的軸向剛度。和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比， 當(dāng)混凝土開裂時(shí)， 受壓區(qū)混凝土高度要減小， 而且裂縫寬度也要更寬， 因此未開裂混凝土的貢獻(xiàn)、骨料咬合作用和裂縫間殘余拉應(yīng)力作用在結(jié)構(gòu)抗剪中的貢獻(xiàn)將減小。另外， 因?yàn)椴ＡЮw維筋的剪切模量很低， 縱筋的銷栓作用也是很小的[22]。

目前對于玻璃纖維筋的抗剪承載力，我國幾乎都在借鑒美國ACI規(guī)范里的抗剪承載力公式：

(4)

(5)

bw——截面寬度；

k——受壓區(qū)高度與有效高度的比值；

d——截面有效高度；

h0——梁截面有效高度；

ρg——玻璃纖維筋主筋配筋率：ρg=Ag/(bwd)；

ng——彈性模量之比：ng=Eg/Ec；

Eg、Ec——玻璃纖維筋與混凝土的彈性模量。

由于ACI建議的無腹筋抗剪承載力公式形式簡單，適用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)與計(jì)算。因此，我國現(xiàn)對玻璃纖維筋的無腹筋抗剪計(jì)算幾乎沿用該公式，包括國家關(guān)于纖維筋的標(biāo)準(zhǔn)[5]。在國內(nèi)，目前對于玻璃纖維筋的抗剪性能研究還處于起步階段。所以，暫時(shí)可以參考ACI的公式進(jìn)行玻璃纖維筋混凝土抗剪承載力的計(jì)算。

5 結(jié)語

盡管玻璃纖維筋材料在力學(xué)性能上與鋼筋存在明顯的差別，但依然可以在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算，如玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎正截面與抗剪斜截面承載力公式的計(jì)算。

研究玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是首先對玻璃纖維筋基本力學(xué)性能的系統(tǒng)研究，針對國內(nèi)外的研究成果，提出了在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的細(xì)節(jié)。對于玻璃纖維筋混凝土結(jié)構(gòu)正截面的3種破壞形式進(jìn)行分析，推薦地鐵基坑工程按照混凝土受壓破壞模式進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與計(jì)算，并進(jìn)一步對該公式進(jìn)行簡化。而對于斜截面，參考美國ACI規(guī)范建議的公式進(jìn)行計(jì)算。

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Design and Construction of Glass Fiber Reinforced Supporting Pile and Its Application

PANG Xian-yu1， LI Ying-na2， ZHAO Xin3， ZHOU Hong4

(1.Beijing Urban Construction Design & Development Group Co.， Ltd.， Beijing 100037， China; 2.Beijing Municipal Engineering Professional Design Institute Co.， Ltd.， Beijing 100037， China; 3.Beijing Municipal Road & Bridge Group Co.， Ltd.， Beijing 100045， China; 4.Nanning Rail Transit Co.， Ltd.， Nanning 530021， China)

The conventional design philosophy for reinforced concrete relies heavily on the ductile properties of steel. The current approach of developing GFRP RC design guidelines by modifying conventional RC codes of practice may seem reasonable， however it may not be entirely appropriate. Despite the extraordinary progress made to date in the use of glass fiber reinforced concrete， detailed study has to be conducted with respect to its structural behavior before it is used for new applications. This paper deals with some important aspects of structural behavior and addresses the bond between glass fiber reinforcement and cement， the calculation of reinforcement strength， the calculation of normal cross-section and oblique cross-section. The theoretic analysis is employed to guide the design and construction.

Subway; Supporting pile; Glass fiber reinforcement; Design

2015-01-22

北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目(Z121100000312022)

逄顯昱(1982—)，男，高級工程師，2004年畢業(yè)于西南交通

大學(xué)土木工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：pangxianyu@126.com。

1004-2954(2015)10-0108-06

TU528.57

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.10.025