FRP鋼筋（螺紋鋼）由連續(xù)的高性能纖維和有機(jī)基體組成，與碳鋼或不銹鋼螺紋鋼等傳統(tǒng)鋼筋相比，具有顯著的輕量化、耐腐蝕、優(yōu)異的機(jī)械性能等優(yōu)勢，通常還具備絕緣和非磁性特性。在鋼筋混凝土（RC）結(jié)構(gòu)中應(yīng)用此類材料，歐洲和國際上已展開了廣泛的研究并提出初步建議。此外，歐洲規(guī)范化委員會正積極地將玻璃鋼螺紋鋼納入修訂中的歐洲規(guī)范2（Eurocode 2）。

法國土木工程協(xié)會（AFGC）成立了一個工作組，匯集學(xué)術(shù)界、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)、項(xiàng)目業(yè)主和制造商等利益相關(guān)方，共同制定國家級建議。該建議于2021年完成，并于2023年翻譯成英文。

本指南重點(diǎn)介紹了四種玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）螺紋鋼，按基材類型分為碳纖維（CFRP）、芳綸（AFRP）、玻璃纖維（GFRP）和玄武巖纖維（BFRP）增強(qiáng)塑料，常見的基體包括乙烯基酯和環(huán)氧樹脂。已有多種技術(shù)可以提升玻璃纖維增強(qiáng)材料與混凝土之間的粘結(jié)性能，如砂涂層、機(jī)械加工和螺旋纖維嵌入等。

在這種情況下，AFGC指南的第一章提供了系統(tǒng)的方法和建議，用于表征玻璃鋼螺紋鋼的物理化學(xué)特性（表1）、機(jī)械特性（表2）以及玻璃鋼/混凝土界面的粘結(jié)特性和錨固系統(tǒng)性能。該指南旨在整合北美的基本屬性（包括橫截面范圍、彈性模量、抗拉強(qiáng)度及最小彎曲半徑）和法國市場上普遍的鋼筋尺寸（鋼筋直徑）。表1和表2概述了主要材料特性、推薦的測定方法和建議的規(guī)格。

AFGC指南的第二章涉及玻璃鋼螺紋鋼的耐久性，強(qiáng)調(diào)了外部腐蝕介質(zhì)和機(jī)械應(yīng)力的影響。20年實(shí)地暴露的玻璃鋼加固結(jié)構(gòu)調(diào)查顯示，玻璃鋼螺紋鋼筋未出現(xiàn)明顯損壞。而在堿性環(huán)境中的加速老化試驗(yàn)中出現(xiàn)了更多不利影響，盡管這些結(jié)果可能無法完全反映實(shí)際使用條件。在這種情況下，指南對疲勞、蠕變和耐堿性能的測試協(xié)議及性能限制提出了建議（表3）。

溫度升高對玻璃鋼鋼筋的拉伸性能有顯著影響，影響程度因材料組成和工藝等因素而異。盡管對玻璃鋼/混凝土粘接性能的溫度影響研究有限，觀察表明，界面性能的降幅大于玻璃鋼本身的拉伸性能。根據(jù)AFGC 2023準(zhǔn)則，建議最高使用溫度應(yīng)低于玻璃鋼螺紋鋼特性轉(zhuǎn)變溫度（Tg）20°C。在防火設(shè)計(jì)中，可采取類似于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的方法，臨界溫度定義為玻璃鋼拉伸強(qiáng)度降低50%的溫度，錨固區(qū)應(yīng)布置在火災(zāi)風(fēng)險較低的區(qū)域。

指南的第三章提供了一套綜合設(shè)計(jì)方法，用于在混凝土結(jié)構(gòu)中安全應(yīng)用玻璃鋼加固材料，涵蓋各種靜態(tài)加載和疲勞條件，包括彎曲、剪切、壓縮和組合加載。指南基于當(dāng)前Eurocode 2版本，并結(jié)合現(xiàn)有準(zhǔn)則對玻璃鋼加固進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，不考慮玻璃鋼鋼筋的塑性再分布和壓縮加固。

在極限狀態(tài)（ULS）設(shè)計(jì)中，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fFRP,d由特征值fFRP,k得出，使用部分安全系數(shù)γFRP和環(huán)境因素αFRP（表4），如公式1所示（表4）。指南列舉了三個設(shè)計(jì)實(shí)例，包括雙跨T型梁（圖1）、擋土墻和地面停車柱，強(qiáng)調(diào)在玻璃鋼鋼筋加固的混凝土結(jié)構(gòu)中，適用性極限狀態(tài)至關(guān)重要，這與傳統(tǒng)鋼筋的設(shè)計(jì)主要依據(jù)極限狀態(tài)的約束不同。

圖1 T 型梁縱向和橫向 FRP 加固（剪力）的配置：跨中和支撐上的布

在法國，玻璃鋼加固材料尚未有CE或NF認(rèn)證的監(jiān)管框架，這給玻璃鋼螺紋鋼的廣泛應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。然而，該指南與歐洲建筑產(chǎn)品的質(zhì)量控制實(shí)踐保持一致，通過外部評估機(jī)構(gòu)監(jiān)督的測試對基本特性進(jìn)行初步評估，并通過全面控制程序進(jìn)行持續(xù)評估和驗(yàn)證。該計(jì)劃明確了制造商的責(zé)任，包括內(nèi)部工廠生產(chǎn)控制和分配給外部監(jiān)督機(jī)構(gòu)的任務(wù)。此外，指南還就玻璃鋼加固材料的儲存、處理和現(xiàn)場應(yīng)用提供了詳細(xì)的指導(dǎo)。

AFGC 2023指南旨在幫助工程師和設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)和驗(yàn)證使用玻璃鋼螺紋鋼筋加固的混凝土結(jié)構(gòu)。盡管該指南不具備規(guī)范性權(quán)威，但它提供了寶貴的建議。目前歐洲正處于制定設(shè)計(jì)和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（包括CE標(biāo)志）的過程中，未來AFGC指南可能會隨歐洲標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)而更新。

為進(jìn)一步完善AFGC指南中的建議，還需在玻璃纖維增強(qiáng)材料的環(huán)境和機(jī)械耐久性、新型熱塑性基材的應(yīng)用、火災(zāi)和火災(zāi)后行為等方面開展更多研究。玻璃鋼加固材料在不同幾何形狀的耦合器和錨固系統(tǒng)上的應(yīng)用，也需要深入探討。關(guān)于玻璃鋼螺紋鋼加固的混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建議進(jìn)一步研究其在剪力作用下的行為、在壓縮區(qū)的性能，以完善彎曲建議，并研究混合加固（結(jié)合玻璃鋼和鋼筋）和地震行為的相關(guān)內(nèi)容。

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