鋼纖維混凝土梁抗剪承載力計算方法研究

徐旭煒，高波，李志業(yè)，趙洪督，張濤

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鋼纖維混凝土梁抗剪承載力計算方法研究

徐旭煒，高波，李志業(yè)，趙洪督，張濤

(西南交通大學(xué) 交通隧道工程教育部重點實驗室，四川 成都 610031)

為了準確計算鋼筋鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪承載能力，設(shè)計3組(共9根)不同鋼纖維摻量的混凝土梁試驗方案。通過對比分析試驗結(jié)果、我國規(guī)范和歐洲規(guī)范設(shè)計理論，得到以下結(jié)論：2種規(guī)范進行構(gòu)件抗剪承載力計算時側(cè)重點有所不同，對于本次試驗中的鋼筋鋼纖維混凝土梁，2種規(guī)范設(shè)計值相差不大，設(shè)計誤差值均在?20%左右，具有充足的安全保證。根據(jù)本次試驗結(jié)果分析，我國規(guī)范的設(shè)計誤差主要是因為鋼纖維增強系數(shù)取值偏小導(dǎo)致的，建議針對鋼絲切斷異形鋼纖維的影響系數(shù)v進行更為廣泛深入的試驗研究。

鋼纖維混凝土；斜截面抗剪；我國規(guī)范；歐洲規(guī)范

鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入一定量的低碳鋼、不銹鋼或玻璃鋼的纖維，從而形成的一種均勻而又多向分布的纖維混凝土復(fù)合材料[1]。鋼纖維混凝土的特點是具有較高的抗拉強度、抗裂性能和耐磨性能，對其韌性和抗疲勞性的提高也有益處[2?3]。鋼纖維對混凝土構(gòu)件斜截面抗剪承載力的增強作用主要體現(xiàn)在跨越斜裂縫的鋼纖維能夠阻滯斜裂縫的開展，承擔(dān)開裂混凝土所釋放的拉應(yīng)力，并向未開裂的混凝土內(nèi)部傳遞，從而調(diào)節(jié)了剪壓區(qū)內(nèi)混凝土應(yīng)力分布狀態(tài)[4?6]。國內(nèi)關(guān)于鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪承載力的相關(guān)研究包括：剪跨比對梁抗剪強度的影響研究，桁架?拱模型研究，無腹筋梁受剪承載力研究，受力特點及破壞形態(tài)研究，尺寸效應(yīng)對梁抗剪承載力的影響研究等[7?12]，關(guān)于斜截面抗剪承載力計算方法相關(guān)研究較少。由于影響斜截面抗剪承載力的因素和斜截面破壞機理的復(fù)雜性，目前預(yù)測鋼纖維混凝土斜截面抗剪承載力主要還是通過對試驗結(jié)果的分析，采用以理論分析和數(shù)理統(tǒng)計方法為基礎(chǔ)建立的半理論半經(jīng)驗公式[13?14]。國內(nèi)外關(guān)于鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪強度計算公式可以歸納為幾類：將鋼纖維混凝土看作一種復(fù)合材料以抗拉強度作為指標建立回歸公式，把鋼纖維作為配筋按疊加原理建立計算公式，以普通鋼筋混凝土計算公式為基礎(chǔ)引入增強系數(shù)建立統(tǒng)計模式的計算公式[15]。本文基于現(xiàn)有鋼纖維混凝土構(gòu)件斜截面抗剪承載力研究現(xiàn)狀，通過對比分析我國規(guī)范及歐洲規(guī)范中鋼筋鋼纖維混凝土構(gòu)件的斜截面抗剪承載力計算理論，將規(guī)范設(shè)計值與試驗結(jié)果進行比較分析，從而得到一些有益的 結(jié)論。

1 規(guī)范中斜截面抗剪承載力設(shè)計方法

1.1 我國規(guī)范斜截面抗剪承載力設(shè)計方法

《GB50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件斜截面抗剪承載力由式(1) 計算[16]：

式中：t為混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；MPa；yv為箍筋的抗拉強度設(shè)計值，MPa；為與剪力設(shè)計值相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計值，N；為構(gòu)件截面寬度，mm；0為構(gòu)件截面有效高度，mm。

根據(jù)式(1)，鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件斜截面抗剪承載力由3部分組成，即剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力c，箍筋抗剪能力sv以及軸向壓力對構(gòu)件抗剪承載力起的有利作用。

《CECS38:2004纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》在式(1)的基礎(chǔ)上認為鋼纖維提高了混凝土抗拉強度，從而改善了梁的抗剪性能。因此，計算鋼纖維混凝土受剪承載力fc時在c的基礎(chǔ)上引入了鋼纖維增強系數(shù)v以及鋼纖維含量特征值f[17]：

進一步建立鋼筋鋼纖維混凝土偏心受壓構(gòu)件受剪承載力計算式(3)：

1.2 歐洲規(guī)范斜截面抗剪承載力設(shè)計方法

與我國規(guī)范略有不同，歐洲規(guī)范將鋼纖維作為一種配筋，構(gòu)件斜截面抗剪承載力由下式計算[18]：

式中：cp為混凝土等效壓應(yīng)力，MPa；cp=sd/c；sd為設(shè)計軸力值，N；c為混凝土抗剪截面面積，mm2。

鋼纖維混凝土斜截面抗剪承載力fc由式(5) 計算：

式中：為截面高度影響系數(shù)；1為縱向受力鋼筋配筋率；fck為圓柱體試件抗壓強度標準值，MPa；f為截面形狀影響系數(shù)；1為截面高度影響系數(shù)；fd為鋼纖維對構(gòu)件抗剪增強作用設(shè)計值，MPa，fd=0.12Rk,4；Rk,4為對應(yīng)與切口位移3.5 mm的鋼纖維混凝土殘余抗彎拉強度標準值，MPa。

箍筋抗剪承載力設(shè)計值sv由式(6)計算：

式中：sv為同一截面內(nèi)全部箍筋截面面積，mm2；為箍筋間距，mm；ywd為抗剪鋼筋設(shè)計屈服強度，MPa。

1.3 2種斜截面抗剪承載力設(shè)計方法對比

比較我國規(guī)范與歐洲規(guī)范，可以發(fā)現(xiàn)以下區(qū)別：

1) 我國規(guī)范在構(gòu)件受集中荷載作用的情況下，考慮了剪跨比的影響；歐洲規(guī)范抗剪承載力設(shè)計計算公式中則沒有直接體現(xiàn)剪跨比對抗剪承載力的影響；

2) 我國規(guī)范并沒有考慮縱向受拉鋼筋穿過斜裂縫時，對斜裂縫寬度的開展和長度的延伸的抑制作用，而在歐洲規(guī)范斜截面抗剪承載力計算公式中則反映了受拉鋼筋配筋率的影響；

3) 我國規(guī)范將鋼纖維混凝土視為一種材料，認為鋼纖維的摻入提高了混凝土的抗拉設(shè)計強度，通過鋼纖維對混凝土受剪承載力的影響系數(shù)v和鋼纖維含量特征值f來標定鋼纖維對基體混凝土抗剪承載力的影響程度。而歐洲規(guī)范將鋼纖維的抗剪作用單獨考慮，在構(gòu)件抗剪承載力計算之前需要進行切口梁試驗測得鋼纖維的殘余強度，通過試驗值來反映鋼纖維的抗剪作用[19?20]。

2 試驗概況

為了研究鋼纖維摻量對鋼筋鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪承載力的影響并與我國規(guī)范和歐洲規(guī)范鋼筋鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪承載力計算結(jié)果進行對比，試驗設(shè)計了3組(每組3根)相同配筋的試驗梁進行壓彎試驗。

3組鋼筋鋼纖維混凝土梁的尺寸及配筋如圖1所示，相關(guān)材料參數(shù)見表1。需要指出的是，梁左右兩側(cè)的斜支撐面按照“高:寬=2:1”制作，這樣設(shè)計是為了試驗加載過程中只需要通過控制豎向千斤頂荷載值，便可以實現(xiàn)梁所受的水平外荷載合力與豎向外荷載合力等值變化的目的，使得試驗過程中始終保持“豎向外荷載合力:水平外荷載合力= 1:1”的加載狀態(tài)，即梁彎剪段內(nèi)截面上的剪力與軸力比值為1:2。

單位：mm

表1 鋼筋鋼纖維混凝土梁相關(guān)參數(shù)

壓彎試驗的加載方案如圖2所示，通過加載臺的豎向壓力傳感器和水平壓力傳感器，可以獲得梁在各級加載狀態(tài)下所受的力。試驗全程保持梁兩端支座距離為2 300 mm不變。試驗過程中在每一級加載穩(wěn)定后，需要通過裂縫測寬儀檢查梁表面是否有斜裂縫出現(xiàn)并記錄各荷載等級下裂縫擴展狀況。

切口梁試驗及立方體抗壓強度試驗見圖3~4，試驗結(jié)果見表2。

單位：mm

圖3 切口梁實驗

圖4 立方體試件抗壓強度試驗

表2 立方體抗壓強度試驗結(jié)果及切口梁實驗結(jié)果

為了保證計算公式的準確性，即保證箍筋應(yīng)變片數(shù)據(jù)未超出量程，選取3組梁試件斜截面開裂時剪力值作為3組梁斜截面抗剪承載力的比較標準。

3 2種規(guī)范下3組梁抗剪承載力計算

根據(jù)我國規(guī)范分析3組梁的斜截面抗剪承載力，材料參數(shù)均按照規(guī)范取值。根據(jù)試驗設(shè)計方案剪跨比=2.27。假設(shè)試件斜截面開裂時彎剪段內(nèi)截面上的剪力值為u，則根據(jù)加載方案設(shè)計，理論上此時彎剪段內(nèi)的截面上的軸力值=2u。將各數(shù)值代入式(3)，具體計算過程如下，所得的斜截面抗剪承載力u計算結(jié)果見表3，表3中還給出了鋼纖維混凝基體承載力值fc，箍筋抗剪值sv和軸力的抗剪貢獻值。

根據(jù)歐洲規(guī)范計算的過程與我國規(guī)范類似，Rk,4按切口梁實驗結(jié)果取值，其他參數(shù)按歐洲規(guī)范取值，具體計算過程不再贅述，斜截面抗剪承載力計算結(jié)果見表4。

為直觀比較我國規(guī)范和歐洲規(guī)范斜截面抗剪承載力設(shè)計的差異，將B和C 2組梁的混凝土基體抗剪貢獻、箍筋抗剪貢獻和軸力抗剪貢獻在總承載力中的占比以餅圖的形式表示，具體比例見圖5~8。

表3 根據(jù)我國規(guī)范3組梁抗剪承載力計算結(jié)果

表4 根據(jù)歐洲規(guī)范3組梁抗剪承載力計算結(jié)果

圖5 根據(jù)我國規(guī)范計算B組梁各部分抗剪貢獻占比

圖6 根據(jù)歐洲規(guī)范計算B組梁各部分抗剪貢獻占比

圖7 根據(jù)我國規(guī)范計算C組梁各部分抗剪貢獻占比

圖8 根據(jù)我國規(guī)范計算C組梁各部分抗剪貢獻占比

根據(jù)計算結(jié)果分析，可以得到以下幾個結(jié)論：

1) 相同配筋方案下，根據(jù)我國規(guī)范和歐洲規(guī)范計算同種鋼纖維摻量的鋼筋鋼纖維混凝土構(gòu)件斜截面抗剪承載力設(shè)計值相差不大。2種規(guī)范都在一定程度上反映了鋼纖維對構(gòu)件斜截面抗剪承載力的提高作用。且2種規(guī)范設(shè)計值的整體趨勢相同，隨著鋼纖維摻量的提高，構(gòu)件斜截面抗剪承載力增強。

2) 比較A和B 2組梁的計算結(jié)果，當鋼纖維摻量從0 kg/m3提高到25 kg/m3時，歐洲規(guī)范設(shè)計值提高了52.06%，我國規(guī)范設(shè)計值提高了11.43%。說明歐洲規(guī)范比我國規(guī)范更加注重鋼纖維摻入對普通混凝土構(gòu)件斜截面抗剪承載力的影響。

3) 對比我國規(guī)范箍筋抗剪能力設(shè)計值sv和歐洲規(guī)范箍筋抗剪能力設(shè)計值sv，可以發(fā)現(xiàn)在箍筋配筋相同情況下，2種規(guī)范下箍筋抗剪承載力設(shè)計值差距不大，我國規(guī)范設(shè)計值略高于歐洲規(guī)范設(shè)計值。

4) 從圖5~圖8的B和C 2組鋼筋鋼纖維混凝土梁抗剪承載力比例圖中可以看出，我國規(guī)范和歐洲規(guī)范抗剪承載力計算公式側(cè)重點有所不同。我國規(guī)范比歐洲規(guī)范更加重視鋼纖維混凝土基體的抗剪能力fc，而歐洲規(guī)范比與我國規(guī)范相比更多地考慮了軸壓力對抗剪承載力的貢獻。

4 試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

4.1 試驗結(jié)果與規(guī)范計算結(jié)果對比分析

試驗通過逐級加載的形式控制豎向千斤頂荷載，水平千斤頂?shù)暮奢d隨豎向荷載增長自由增長。表5給出了試件斜截面開裂時豎向傳感器和水平傳感器測得的外荷載值。通過實測數(shù)據(jù)，可以計算試件斜截面開裂時梁內(nèi)的軸力、剪力。為了將試與試驗結(jié)果更好地與根據(jù)規(guī)范計算所得設(shè)計值進行比較，將各組梁試驗結(jié)果通過計算均值、標準差和標準值，最終給出試驗結(jié)果的設(shè)計值，限于篇幅計算過程不做詳細說明，計算結(jié)果見表5。

表5 試驗結(jié)果及計算結(jié)果

3組試驗梁的試驗結(jié)果表明，鋼纖維的摻入對試件斜截面開裂時的剪力有較大影響。隨著鋼纖維摻量的提高，構(gòu)件斜截面開裂時的剪力設(shè)計值顯著提高，當鋼纖維摻量從0 kg/m3提高到25 kg/m3時，剪力值提高了23.09%，從0 kg/m3提高到30 kg/m3時剪力值提高了33.50%。

進一步地，為比較2種規(guī)范斜截面抗剪承載力計算的精確度，定義設(shè)計誤差率，計算公式如下 式(7)。

式中：c為設(shè)計誤差率；ut為規(guī)范抗剪承載力設(shè)計值；up為實驗所得梁斜截面開裂時剪力設(shè)計值。

3組梁的設(shè)計誤差統(tǒng)計見表6。

表6 設(shè)計誤差分析結(jié)果

根據(jù)計算結(jié)果分析，可以得到以下幾個結(jié)論：

1) 隨著鋼纖維摻量的提高，我國規(guī)范和歐洲規(guī)范的抗剪承載力設(shè)計值計算規(guī)律與試驗結(jié)果的變化趨勢相吻合。

2) 對于鋼纖維摻量為0 kg/m3的普通鋼筋混凝土梁，我國規(guī)范的計算結(jié)果相對精確，而歐洲規(guī)范的設(shè)計誤差較大。我國規(guī)范的鋼纖維混凝土構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算公式是以普通鋼筋混凝土抗剪承載力計算公式為基礎(chǔ)的，當鋼纖維含量特征值f取值為0即為普通鋼筋混凝土抗剪承載力計算公式。

3) 隨著鋼纖維摻量的增加，我國規(guī)范設(shè)計誤差率略有增長。B和C 2組鋼筋鋼纖維混凝土梁計算結(jié)果表明歐洲規(guī)范設(shè)計誤差率與我國規(guī)范誤差相差不多，均為?20%左右，我國規(guī)范與歐洲規(guī)范對構(gòu)件斜截面抗剪設(shè)計均具有充足的安全保證。

4.2 鋼纖維增強系數(shù)

歐洲規(guī)范在計算鋼纖維抗剪承載力貢獻時直接采用鋼纖維混凝土力學(xué)試驗參數(shù)，未使用增強系數(shù)，而我國規(guī)范將鋼纖維的作用理解為鋼纖維的摻入提高了混凝土材料的抗拉強度，將普通混凝土抗拉強度t乘以增強系數(shù)(1+vf)作為鋼纖維混凝土的抗拉強度。由增強系數(shù)計算公式可知，其值與外荷載及配筋率無關(guān)，只與鋼纖維參數(shù)和鋼纖維工藝有關(guān)。

本試驗中選用的鋼纖維為鋼絲切斷異形，按照我國規(guī)范計算，鋼纖維摻量為25 kg/m3的增強系數(shù)為1.156，鋼纖維摻量為30 kg/m3的增強系數(shù)為1.186。表7給出了通過本次試驗鋼筋鋼纖維混凝土構(gòu)件斜截面試驗結(jié)果設(shè)計值反推計算得到增強系數(shù)(1+vf)的值。對比理論抗剪承載力設(shè)計值與實際試驗結(jié)果值，我國規(guī)范增強系數(shù)略微偏小，導(dǎo)致對構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算偏安全。

表7 鋼纖維增強系數(shù)調(diào)整表

根據(jù)本次試驗中鋼纖維摻量為25 kg/m3的梁試件試驗結(jié)果反算所得的增強系數(shù)(1+vf)為規(guī)范取值的1.2倍，鋼纖維摻量為30 kg/m3梁試件的反算值為規(guī)范取值的1.3倍。

增強系數(shù)(1+vf)中f為鋼纖維含量特征值，與纖維體積率和長徑比有關(guān)，對應(yīng)確定試驗方案為定值。而v為不同鋼纖維的影響系數(shù)，《CECS38:2004纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定，v值宜通過試驗確定，當無試驗資料，對于鋼絲切斷異形鋼纖維的參考值僅為0.60。以表7中所得(1+vf)反算值為基礎(chǔ)，f依舊按《CECS38:2004纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定取值，進一步得出鋼纖維摻量為25 kg/m3的梁試件的v值為1.67，鋼纖維摻量為30 kg/m3的梁試件的v值為1.89。故根據(jù)試驗結(jié)果，建議對式(2)中鋼絲切斷異形鋼纖維系數(shù)v取值進行更深入的試驗研究。

5 結(jié)論

1) 對于試驗方案涉及的鋼筋鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪承載力計算，同種鋼纖維摻量的梁，我國規(guī)范和歐洲規(guī)范所計算的承載力計算值差距不大，歐洲規(guī)范與我國規(guī)范對構(gòu)件斜截面抗剪承載力設(shè)計均具有較好的安全保證。

2) 歐洲規(guī)范的斜截面抗剪承載力計算公式與我國規(guī)范側(cè)重點略有不同，歐洲規(guī)范比我國規(guī)范注重軸力對抗剪承載力的影響，而我國規(guī)范注重鋼纖維混凝土基體的斜截面抗剪承載力。

3) 鋼纖維摻量對2種規(guī)范抗剪承載力設(shè)計值的影響趨勢相同。與鋼筋鋼纖維混凝土梁實際試驗所得設(shè)計值相比較，歐洲規(guī)范與我國規(guī)范的設(shè)計誤差率均在?20%左右。

4) 我國規(guī)范中鋼纖維增強系數(shù)取值略微偏小，是導(dǎo)致構(gòu)件斜截面抗剪承載力設(shè)計值與試驗所得設(shè)計值之間存在誤差的主要原因，建議針對鋼絲切斷異形鋼纖維的影響系數(shù)v進行更為廣泛深入的試驗研究。

[1] 關(guān)戰(zhàn)偉. 鋼纖維在混凝土結(jié)構(gòu)中的增強與抗裂作用研究[D]. 南京: 河海大學(xué), 2006. GUAN Zhanwei. Research on the enhance and anti-crack performance of steel fiber in concrete structure[D]. Nanjing: Hehai University, 2006.

[2] Lok T S, Xiao J R. Flexural strength assessment of steel fiber reinforced concrete[J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 1999, 11(3): 188?196.

[3] 李長永. 鋼纖維輕骨料混凝土性能與疊澆梁受彎性能研究[D]. 鄭州: 鄭州大學(xué), 2014. LI Changyong. Research of the performance of steel fiber reinforced lightweight concrete and flexural behaviors of superposed beams[D]. Zhengzhou: Zhengzhou University, 2014.

[4] 趙順波, 李鳳蘭, 趙國藩, 等. 鋼筋鋼纖維混凝土梁的斜截面承載力[J]. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報, 1998, 6(1): 81?86. ZHAO Shunbo, LI Fenglan ZHAO Guofan, et al. Oblique section bearing capacity of steel fiber reinforced concrete beams[J]. Journal of Basic Science and Engineering, 1998, 6(1): 81?86.

[5] 張發(fā)盛. 鋼纖維自密實混凝土梁斜截面受剪性能研究[D]. 大連: 大連理工大學(xué), 2014. ZHANG Fasheng. Shear behavior of steel fiber reinforced self-consolidating concrete beams[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2014.

[6] 劉赫凱. 鋼纖維對高性能自密實混凝土構(gòu)件彎/剪性能的影響[D]. 大連: 大連理工大學(xué), 2012. LIU Hekai. Influence of steel fiber on the flexural and shear behavior of high performance self-consolidating concrete elements[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2012.

[7] 李垚堯. 中國混規(guī)與歐規(guī)2關(guān)于混凝土梁斜截面抗剪承載力計算的對比研究[D]. 昆明: 昆明理工大學(xué), 2015. LI Yaoyao. Research on Chinese norm and European norm for reinforced concrete beam shear bearing capacity calculation[D]. Kunming: Kunming University of Technology, 2005.

[8] 楊斌, 陳世宏. 增大截面加固受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力計算方法[J]. 公路交通科技, 2016, 33(8): 99? 105. YANG Bin, CHEN Shihong. Methods for calculating shear capacity of oblique section of bending members strengthened with enlarged section[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2016, 33(8): 99?105.

[9] LI Pingxian, HE Shiling, GUO Jinjun, et al. The unified calculation method for shear capacity of reinforced concrete flexural members[J]. Journal of Zhengzhou University (Engineering Science), 2002, 23(1): 21?23.

[10] 劉昶宏. 集中荷載作用下鋼筋混凝土梁受剪承載力分析[D]. 西安: 西安建筑科技大學(xué), 2008. LIU Changhong. Steel fiber reinforced concrete beams [D]. Xi’an: Xi’an University of Architecture and Technology, 2008.

[11] 李鳳蘭. 鋼筋鋼纖維混凝土梁斜截面承載力計算方法研究[D]. 大連: 大連理工大學(xué), 2002. LI Fenglan. Research on methods for calculating shear capacity of reinforced concrete beams[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2008.

[12] 高丹盈, 劉建秀, 李宗坤. 鋼筋鋼纖維混凝土梁斜截面抗剪強度的理論模式[J]. 工程力學(xué), 1994, 11(2): 130? 137. GAO Danying, LIU Jianxiu, LI Zongkun. Theoretical model for shear capacity of reinforced concrete beams[J] Engineering Mechanics, 1994, 11(2): 130?137.

[13] 趙軍, 高丹盈, 朱海堂. 鋼筋鋼纖維增強部分混凝土梁受剪承載力的實用設(shè)計方法[J]. 建筑結(jié)構(gòu) 2005, 35(4): 59?60, 45. ZHAO Jun, GAO Danying, ZHU Haitang. Design method of diagonal-section shear capacity for steel fiber reinforced concrete beams with reinforcement[J]. Building Structure, 2005, 35(4): 59?60, 45.

[14] 高丹盈. 鋼纖維鋼筋混凝土無腹筋梁的斜截面抗剪強度[J]. 水利學(xué)報, 1992(2): 63?66, 79. GAO Danying. Shear capacity of steel fiber reinforced concrete beams without web reinforcement[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 1992(2): 63?66, 79.

[15] 張宏戰(zhàn). 鋼纖維高強混凝土構(gòu)件受剪性能試驗研究[D]. 大連: 大連理工大學(xué), 2005: 10?11. ZHANG Hongzhan. Experimental study on shear resistance of steel fiber reinforced high-strength concrete members[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2005: 10?11.

[16] GB 50010—2010, 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]. GB 50010—2010, Design for concrete structures[S].

[17] CECS 38:2004, 纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]. CECS 38:2004, Technical specification for fiber reinforced concrete structures[S].

[18] RILEM TC 162-TDF. Test and design methods for steel fiber reinforced concrete[J]. Materials and Structure, 2000(33): 3?5.

[19] 王帥帥, 高波, 周佳媚, 等. 鋼纖維混凝土管片抗剪承載力設(shè)計方法研究[J]. 混凝土, 2014(3): 135?137. WANG Shuaishuai, GAO Bo, ZHOU Jiamei, et al. Study on shear bearing capacity design of SFRC shield segments[J]. Concrete, 2014(3): 135?137.

[20] 王帥帥, 高波, 李志業(yè), 等. 鋼筋鋼纖維混凝土地下結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計算方法研究[J]. 現(xiàn)代隧道技術(shù), 2015, 52(5): 1?9. WANG Shuaishuai, GAO Bo, LI Zhiye, et al. Study on bearing capacity calculation of steel fiber reinforced structure with steel reinforcement of underground structure[J]. Modern Tunnelling Technology, 2015, 52(5): 1?9.

(編輯 陽麗霞)

Study on shear resistance calculation of steel fiber reinforced concrete beams

XU Xuwei, GAO Bo, LI Zhiye, ZHAO Hongdu, ZHANG Tao

(MOE Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)

In order to calculate shear resistance of SFRC beams, experiment scheme was designed for three groups composed of nine SFRC beams with different steel fiber contents. Based on shear resistance obtained from experimental data and theoretical study on Chinese Code and Euro Code, the following useful conclusions are obtained: these two codes concentrate on different aspects while calculating shear resistance, in this experiment, the design values according to Euro Code of shear resistance of fiber reinforced concrete beams with steel reinforcement are close to those of Chinese Code, compared with experimental results.The design errors are both about ?20%, both have adequate safety margin. According to the result of this experiment, the design error of Chinese Code is mainly due to the fact that the intensification factor of steel fiber is too low. It is recommended to carry out more extensive and deep experimental research on the intensification factor of special-shaped steel fiber.

steel fibre reinforced concrete; shear resistance; Chinese Code; Euro Code

10.19713/j.cnki.43?1423/u.2018.08.014

TU528.572

A

1672 ? 7029(2018)08 ? 2006 ? 08

2017?06?08

國家自然科學(xué)基金資助項目(51678501)

高波(1957?)，男，遼寧丹東人，教授，博士，從事隧道及地下工程抗減震研究；E?mail：progaobo@swjtu.edu.cn