文档介绍：建筑设计与装饰
广东建材 2011 年第 6 期
玻璃纤维筋混凝土
在东莞地铁工程中的设计与应用
钟明
(广东省重工建筑设计院有限公司)
摘
要:玻璃纤维筋(GFRP)在纤维纵向具有高抗拉强度,但其弹性模量较低,与普通混凝土构件相
比,会产生较大的挠度和裂缝宽度。这种独特的各向异性高强材料可以作为连续墙配筋应用在盾构法
或新奥法等隧道工程中,极大优化隧道施工的挖掘进程。本文通过介绍一个玻璃纤维筋用于地铁工程
的设计实例,为相关工程提供经验。
关键词:玻璃纤维筋;抗弯;抗剪;盾构
本世纪初,玻璃纤维筋(Glass Fiber reinforced
Polymer,简称 GFRP)作为普通钢筋的替代品,在地铁车
站、盾构井的围护结构设计中得到了快速的发展。在盾
构机穿越地下连续墙处,采用 GFRP 筋来构造,可以显著
提高建设速度和施工安全度,节约工期和人工费,并且
不易损伤盾构机的刀盘。此外,GFRP 筋作为一种新材
料,抗拉强度高,还具有良好的电、磁绝缘性,耐久性好,
不易腐蚀。但是,GFRP 筋的弹性模量和延性较低,与混
凝土的粘结性能也与普通钢筋有很大区别。因此,用于
钢筋混凝土结构的计算和设计方法不能适用于纤维筋
混凝土结构。
1 玻璃纤维筋混凝土构件的设计理论
正截面受弯承载力计算
示。
计算的基本假定:
⑴截面应变保持平面;
⑵不考虑混凝土的抗拉强度;
⑶混凝土的最大可压缩应变为 ;
⑷玻璃纤维筋在破坏前,其抗拉强度是线弹性的;
⑸混凝土和玻璃纤维筋存在良好的粘结性能。
混凝土构件受力时的等效矩形应力图形如图 1 所
图 1 等效矩形应力- 应变分布图
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6 结论
本文通过对锚杆受力进行有限元分析,根据锚杆受
力原理对传统的群锚布置方案进行优化,得出以下结
论:
⑴群锚中某一根锚杆收到张拉或处于工作状态时,
相邻锚杆锚固段将受到影响。这种应力交互传递的群锚
效应会导致群锚的总体锚固效率总是低于单根锚杆的
锚固效率。若假定地下室底板接近“绝对柔性”,则群锚
布置方案是合理的。
⑵锚杆所承受上拔力的大小与其变形相关,而不是
与其从属面积绝对相关。地下室底板的厚度往往较大,
平面外刚度不容忽视。此时梅花形锚杆布置方案较群锚
布置方案更符合锚杆的实际受力机理,更能充分发挥每
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根锚杆的抗拔作用。
⑶针对本文工程实例,将群锚布置优化为梅花形锚
杆布置,使每根锚杆的受力比较接近,能充分发挥其抗
拔承载力,节约了 45%的锚杆量。●
【参考文献】
[1]曾国机,王贤能,[J].地
下空间,2004,24(1):105-109
[2]贾金青,
究[J].岩土工程学报,2002,24(6):769-771
[3]陈棠菌,-应变状态的线弹性理论分析
[J].岩土力学,2006,27(11):2033-2036
[4] 崔京浩. 锚固抗浮设计的几个关键问题[J]. 特种结构,
2000,17(1)