【摘 要】
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钢筋混凝土结构是目前水利、土木、交通、海洋工程等领域中应用最为广泛的结构形式。然而,钢筋的锈蚀会导致混凝土结构性能劣化,影响正常使用,甚至引发安全事故。纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,FRP）筋是由一种或者两种以上的连续纤维与聚合物经拉挤工艺而成,具有耐腐蚀、比强度高、抗疲劳性好和磁中性等优点。本文用FRP筋取代钢筋,通过试验和智能算法对FRP筋混凝土无腹筋构件抗
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钢筋混凝土结构是目前水利、土木、交通、海洋工程等领域中应用最为广泛的结构形式。然而,钢筋的锈蚀会导致混凝土结构性能劣化,影响正常使用,甚至引发安全事故。纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,FRP）筋是由一种或者两种以上的连续纤维与聚合物经拉挤工艺而成,具有耐腐蚀、比强度高、抗疲劳性好和磁中性等优点。本文用FRP筋取代钢筋,通过试验和智能算法对FRP筋混凝土无腹筋构件抗剪承载力进行研究。主要内容如下:（1）通过集中荷载作用下3根混杂纤维聚合物（HFRP）筋混凝土无腹筋梁和2块HFRP筋混凝土单向板受剪试验,分析了HFRP筋混凝土无腹筋构件裂缝开展与破坏形态、变形性能、纵筋应变、抗剪承载力和最大裂缝宽度等。结果表明:试件荷载-跨中挠度曲线为双折线,试件开裂点为荷载-跨中挠度曲线斜率变化的分界点,且开裂后无明显屈服段及下降段;相同条件下,随着截面有效高度增加,跨中挠度随之降低。（2）分析了FRP筋混凝土无腹筋构件抗剪机理和抗剪承载力影响因素;介绍了各国FRP筋混凝土无腹筋构件抗剪承载力的计算公式,并比较了各国规范计算公式对HFRP筋混凝土无腹筋构件抗剪承载力预测的可靠性,包括中国规范（GB 50608-2020）、美国规范（ACI 440.1R-15）、加拿大纤维增强聚合物设计规范（CAN/CSA S806-12）、加拿大公路桥梁设计规范（CAN/CSA S6-14）、意大利规范（CNR DT203-2006）、日本规范（JSCE-97）和英国规范（BISE-99）;结合本试验和已发表文献中的数据,基于我国规范（GB 50608-2020）的计算方法,提出了考虑尺寸效应影响的FRP筋混凝土无腹筋构件抗剪承载力计算公式。（3）利用粒子群优化BP神经网络（PSO-BP）建立了FRP筋混凝土无腹筋构件抗剪承载力的预测模型,并结合本试验和已发表文献中的398组试验数据对PSO-BP模型进行了训练和测试。将该模型预测结果与传统BP模型、现有计算公式预测结果进行对比,表明该模型能够准确预测FRP筋混凝土无腹筋构件的抗剪承载力。
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