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原文传递带剪力键的GFRP-混凝土组合板受弯性能试验及设计方法

论文题名：	带剪力键的GFRP-混凝土组合板受弯性能试验及设计方法
关键词：	桥梁工程;玻璃纤维增强塑料-混凝土组合板;抗剪键;受弯性能
摘要：	抗剪键是保证GFRP-混凝土组合板中底部GFRP模板和上部混凝土形成整体共同工作的重要构造措施。为此，本文提出了一种GFRP空心箱型构件作为组合板的底部模板，在构件上增设GFRP板肋作为抗剪键，整个GFRP空心箱型构件通过拉挤工艺一次成型，能很好的保证抗剪键与空心箱型构件整体受力。借鉴钢-混凝土组合梁的设计思想，将GFRP空心箱型构件置于底部受拉区，面层混凝土浇筑在受压区形成GFRP-混凝土组合板，该结构体系能充分发挥GFRP受拉、混凝土受压性能好的优点，使结构获得较大刚度，避免交通荷载作用下桥面出现局压破坏，且GFRP可作为永久模板，方便施工。本文工作如下：　　1、针对带剪力键的GFRP空心箱型模板施工阶段的受弯性能，设计并制作了4种不同剪力键形式的构件：T形开孔200模板、T形开孔100模板、T形不开孔模板、矩形开孔100模板，进行了施工阶段受弯性能对比试验，得到了其荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线规律。试验结果表明：施工荷载作用下GFRP模板处于弹性工作状态，跨中变形及板底GFRP最大拉应力远小于规范规定的允许值，且试验结果与理论计算结果吻合较好，表明GFRP模板可作为施工模板在桥梁工程中应用。　　2、针对带剪力键的GFRP-混凝土组合板的受弯性能，设计并制作了4种不同剪力键形成的组合板试件：T形开孔200组合板、T形开孔100组合板、T形不开孔组合板、矩形开孔100组合板，进行受弯性能对比破坏试验，得到了其破坏形态，荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线规律以及荷载-滑移曲线，分析了其破坏机理、变形特征以及裂缝分布规律。试验结果表明：T形开孔组合板达到最大荷载之前整体性较好，组合板滑移量较少可忽略不计，应变沿截面高度符合平截面假定，T形不开孔组合板滑移量较大在进行理论计算研究时需考虑滑移对组合板的影响。组合板在整个受力过程中经历三个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段、残余承载阶段，在受力过程中虽组合板因工厂施工工艺的缺陷存在局部破坏的情况但是组合板在整个受力过程中表现出了良好的力学性能和变形特征，可作为桥面板在桥梁工程中应用。　　3、基于试验得到的破坏机理，提出带剪力键的GFRP-混凝土组合板受弯承载力计算假定，推导并建立了不考虑界面滑移带剪力键的GFRP-混凝土组合板受弯承载力计算方法，并与试验结果进行了对比，结果表明：理论计算值小于试验实测值，该计算方法具有一定的安全储备，本计算方法可供工程设计参考。　　4、基于试验得到的破坏机理，分别提出带剪力键的GFRP-混凝土组合板考虑滑移的挠度计算方法与不考虑滑移的挠度计算方法，并与试验结果进行了对比，结果表明：试验挠度值与本文提出的考虑滑移计算方法理论值较吻合，本文提出的设计计算方法具有一定安全性，可在实际桥梁工程设计中应用。
作者：	朱慧
专业：	土木工程
导师：	曾垂军;钟爱军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南科技大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文