【摘 要】
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玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer,简称GFRP）属纤维增强复合材料的一种,是近年来开始在土木工程中应用的新型材料,以轻质高强、耐火耐腐、可设计性强等特点受到了土木从业者的青睐,逐渐成为钢材、混凝土等传统建筑材料的重要补充。木结构美观大方、节能环保、温暖舒适,但是木材存在着设计强度偏低,且容易受材料缺陷影响的问题。通过可靠连接将GFRP与木材组合在一
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玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer,简称GFRP）属纤维增强复合材料的一种,是近年来开始在土木工程中应用的新型材料,以轻质高强、耐火耐腐、可设计性强等特点受到了土木从业者的青睐,逐渐成为钢材、混凝土等传统建筑材料的重要补充。木结构美观大方、节能环保、温暖舒适,但是木材存在着设计强度偏低,且容易受材料缺陷影响的问题。通过可靠连接将GFRP与木材组合在一起,形成在外力作用下共同工作、协调变形的GFRP-木组合构件（尤其是梁构件）,是目前具有发展潜力的应用形式之一。GFRP—木组合梁不但实现了两种材料力学性能优势的合理利用,而且还减少了资源消耗和对环境的污染。本文以此提出了三种截面形式的GFRP-木组合梁——板型GFRP-木组合梁、槽型GFRP-木组合梁和倒T型GFRP-木组合梁,并设计制作出相应的组合梁构件,对其在静载作用下的受弯性能进行了研究。通过对16根受弯试件进行静力加载试验,研究了GFRP-木组合梁的受弯性能和破坏特征。试验结果表明,GFRP-木组合梁这一结构形式弱化了木材缺陷对梁体受弯性能的影响,改善了梁体的受力性能,其极限承载力较基准木梁和基准GFRP梁平均提高了57.69%和27.55%。以涂抹环氧树脂结构胶进行材料之间的粘结,组合效应突出,受力过程中连接面处两种材料始终处于变形协调状态,滑移效应对组合梁受弯性能的影响较小,且截面应变分布规律符合平截面假定。另外,试验还发现,采用槽型截面形式的GFRP-木组合梁可获得最优组合效果。采用ABAQUS有限元软件对GFRP-木组合梁的受弯性能进行了模拟,有限元结果与试验结果吻合度较好,可基本反映试验现象。在此基础上进行了GFRP-木组合梁的受弯性能参数化分析。结果表明,GFRP底板厚度和截面宽高比是影响组合梁受弯性能的主要因素,而增加GFRP腹板高度和腹板厚度对组合梁受弯性能的提升效果有限。以现有组合梁理论分析方法为基础,对GFRP-木组合梁抗弯承载力进行了简化计算。结果表明,基于换算截面法的组合梁抗弯承载力计算结果与试验结果误差控制在15%以内,说明该方法计算精度较高,可作为GFRP-木组合梁的计算依据。
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