论文部分内容阅读
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)以其比强度高,耐腐蚀,抗疲劳等优点,在土建结构加固方面已经得到广泛应用。目前,新建结构中FRP的利用已逐渐成为研究热点,已有不少学者对FRP-混凝土组合结构的形式和性能进行了研究。GFRP-混凝土-钢组合梁结构是由GFRP-混凝土组合桥面板与钢纵梁通过剪力连接件组合的结构。采用这种结构可充分发挥三种材料的性能,具有广阔的应用前景。为保证GFRP-混凝土-钢组合梁结构的安全建造和使用,本文对GFRP-混凝土-钢组合结构的抗剪连接件及GFRP-混凝土组合桥面板的受力性能进行了研究,主要研究工作包括四个部分:(1)GFRP-混凝土组合桥面板抗弯试验研究。通过7个GFRP-混凝土组合板和1个钢筋混凝土板的四点弯曲加载试验,研究了采用干粘结技术的GFRP与混凝土界面粘结效果的影响因素。试验结果表明:砂石覆盖率对GFRP底板与混凝土的粘结效果以及组合板的工作性能影响最为明显,在确保粘结效果的前提下,组合板与钢筋混凝土板的极限承载力、破坏模式基本相同,刚度略有下降。(2)GFRP-混凝土组合桥面板有限元分析。采用有限元分析软件ABAQUS对GFRP-混凝土组合板的受力性能进行了全过程分析,计算值与试验值吻合良好,在此基础上进行了参数分析,研究了界面抗剪性能、混凝土板厚度和混凝土强度对组合板受力性能的影响。(3)GFRP-混凝土-钢组合梁抗剪连接件的推出试验。通过6个GFRP-混凝土-钢组合试件和1个钢-混凝土试件的推出试验,研究了栓钉直径和胶层界面对结构力学性能的影响。试验结果表明:栓钉直径是影响GFRP-混凝土-钢组合试件承载力和刚度的重要因素;钢与GFRP界面涂胶后,胶层与栓钉共同受力,改变了结构的传力方式;GFRP-混凝土-钢组合试件的荷载-滑移曲线与钢-混凝土试件基本相同。(4)GFRP-混凝土-钢组合梁连接件的有限元分析。采用ABAQUS对GFRP-混凝土-钢组合梁连接件的抗剪性能进行了全过程分析,计算值与试验值吻合良好,在此基础上进行了参数分析,研究了栓钉直径,混凝土强度,栓钉屈服强度,GFRP板厚度和GFRP板开孔直径对栓钉连接件抗剪性能的影响。采用参数拟合的方法建立了 GFRP-混凝土-钢组合梁中栓钉连接件的荷载-滑移曲线及相应的计算公式。