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GFRP-混凝土组合梁考虑界面滑移的力学性能研究
| 论文题名： | GFRP-混凝土组合梁考虑界面滑移的力学性能研究 |
| 关键词： | GFRP-混凝土组合梁;界面滑移;力学性能 |
| 摘要： | 近年来，沿海地区和北方使用除冰盐的地方桥梁结构中钢筋锈蚀问题显著，桥梁的维护与修复成本逐年增加。而纤维复合材料(FRP)由于轻质高强、可设计性强、耐腐蚀等优点逐步的代替钢材使用。其中，玻璃纤维增强复合材料(GFRP)型材-混凝土组合梁是经济有效的桥梁形式之一。GFRP型材与混凝土桥面板的有效连接是保证GFRP型材-混凝土组合梁正常工作的前提。我国《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中推荐了三种抗剪连接件形式，但没有介绍螺栓布置方式和计算方法，且假定不考虑滑移效应对组合梁的影响。由于受弯时，GFRP与混凝土变形不协调，GFRP型材与混凝土界面上剪力较大，材料变形也较大，界面上下两部分沿梁纵向会有较大的滑移不能忽略。目前，规范中尚未给出GFRP-混凝土组合梁中采用螺栓连接时剪力键计算方法和考虑滑移效应的组合梁承载力计算公式。因此本文针对目前研究状况开展了GFRP-混凝土组合梁考虑界面滑移的力学性能研究，研究内容如下： 1．总结归纳已有研究成果：整理国内外规范和文献中关于组合梁采用螺栓连接时的计算方法和考虑滑移效应的组合梁理论计算方法。 2．推出试验参数分析：推出试验是研究螺栓连接性能最有效的方法之一。利用ABAQUS模拟推出试验，分析模型的受力状况，并进行参数分析。对模型结果与理论值进行比较，对已有的公式提出合理的修改意见。 3．梁试验参数分析：做梁试件的模拟，分析螺栓间距和排列的不同对组合梁界面滑移和力学性能的影响，与公式计算结果进行比较，对GFRP－混凝土组合梁设计提出合理的意见。 研究表明，GFRP混凝土推出试验模拟有2种破坏模式：混凝土受拉破坏和螺栓剪断。由于螺栓的刚度比周围混凝土和GFRP的刚度大很多，试件在受力时混凝土与GFRP无法约束螺栓的转动，使得混凝土板受到撬力而发生受拉破坏。故对于GFRP混凝土推出试件来说，有无配筋会极大的影响试验结果；对于无配筋的GFRP混凝土推出试件来说，螺栓直径和镶嵌长度要适当。GFRP混凝土组合梁模拟结果表明，螺栓间距对组合梁界面刚度影响较大，螺栓间距越小，组合梁的组合作用越强，荷载挠度曲线越接近完全组合作用梁，但螺栓间距对组合梁抗弯承载力影响不大。通过模拟结果与理论计算结果比较发现，界面滑移对组合梁的挠度值影响较大，而对抗弯承载力值影响较小。在工程应用中计算极限抗弯承载力时可使用规范中推荐的公式，而计算挠度值时需要考虑界面滑移效应。 |
| 作者： | 金慧颖 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 毛继泽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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