增强纤维复合材力学性能指标概率分布类型

吴毅彬，金国芳

(同济大学 结构工程与防灾研究所,上海，200092)

增强纤维复合材料(FRP)的力学性能指标是 FRP应用于土木工程领域中的重要参数之一。各项指标选择的合理以及对其离散型的评价都会直接影响FRP材料工程应用的安全性与经济性。由于钢筋、混凝土等材料本身的离散性较小，性能较稳定，对材料概率统计分布已有一定的研究，因此已广泛应用于设计规范中。目前关于FRP混凝土结构的可靠度研究主要是在对FRP材料概率分布假设的基础上进行，研究表明：非正态分布简化为正态分布带来的可靠度计算误差达20%～30%[1]。FRP材料概率统计分布研究和讨论较少的主要原因在于一方面FRP材性受生产工艺、施工质量、测试方案、破坏形态等因素的影响较为明显，另一方面是FRP生产厂商习惯于将这些数据视为专有，不对外公开，而这些数据又是至关重要的，数据不足可能导致假定的性能参数累积概率分布函数形式不同，这对FRP材料在土木工程中的应用有较大影响。对比已有研究中所采用的分布类型[2-11]可知：FRP材料参数的概率分布类型差异性较大，大多分布类型采用正态分布作为概率分布，这主要是基于经验假设或是建立在钢筋混凝土材料统计分布研究的基础上，由于FRP材料的力学性能与土木工程中长期使用的具有明显弹塑性受力特征的普通低碳钢和混凝土有较大的差别，且FRP材料本身离散性较强，假设的正确性有待验证。同时已有统计参数主要针对材料的拉伸强度，由于纤维复合材的破坏形态有脆性断裂、层间剥离等，因此有必要对其他指标，如弹性模量、厚度等参数进行分析。……