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FRP型材—混凝土组合梁桥受弯性能的试验与理论研究
| 论文题名： | FRP型材—混凝土组合梁桥受弯性能的试验与理论研究 |
| 关键词： | FRP型材-混凝土组合梁桥;界面滑移;剪力连接程度;参数计算;受力性能 |
| 摘要： | FRP型材-混凝土组合梁通过剪力连接将两者组合起来共同工作，充分利用FRP材料抗拉强度高和混凝土材料抗压性能好的优势，满足桥梁工程轻质、高强、耐久的发展方向。 本文以FRP-型材混凝土组合梁的剪力键类型和剪力连接程度为研究对象，进行了6根试件的抗弯试验，揭示了这一新型结构形式的基本受力规律；基于试验结果，通过理论研究提出了两种极限状态下组合梁的计算方法；采用数值方法，对其受力性能进行了参数分析；最后根据研究结果，对一座FRP型材-混凝土组合梁桥进行了试设计。主要内容与成果如下： (1)界面连接形式及连接程度对组合梁影响的试验研究 通过6根试件对于剪力键类型和剪力连接程度对组合梁受弯性能的影响进行了试验研究，其中1根试件为全FRP梁，2根试件采用FRP小工字梁剪力键，3根试件采用钢螺栓剪力键(剪力连接程度不同)。试验结果表明：与FRP小工字梁连接件相比，螺栓连接件具有更加优良的性能；在本次试验的试件，界面粘结破坏，是一个主要的破坏模式，因此组合梁界面纵向抗剪设计需重视；本次试验的试件采用拉挤成型的FRP构件，存在腹板沿纵向剪切破坏引起结构破坏的现象，需采用构造措施提高其腹板沿纵向的抗剪强度；对于完全剪力连接的组合梁，继续增加剪力键个数，并不能提高其极限承载力；对于部分剪力连接的组合梁，界面滑移量与连接件数量直接相关。 (2)基于试验的FRP型材-混凝土组合粱计算方法的理论研究 根据试验情况，分析了组合梁可能的破坏模式；建立了承载能力极限状态下，完全剪力连接和部分剪力连接组合梁的受弯、受剪承载力计算方法；提出了正常使用极限状态下，FRP型材-混凝土组合梁的挠度计算方法，可考虑界面滑移效应及组合梁竖向剪切变形影响；介绍了钢螺栓剪力键和FRP小工字梁剪力键的设计方法；并将理论计算和试验结果进行了对比，验证了理论计算结果的正确性。 (3)FRP型材-混凝土组合梁受弯性能数值模拟及参数分析 通过有限元模型对组合梁试件进行了模拟计算，与试验现象和结果的对比表明，计算所得的极限承载力以及组合梁破坏模式与试验现象符合良好。 对混凝土板厚度、FRP梁高等参数变化进行了分析计算，根据分析结果，建议了FRP型材-混凝土组合梁高跨比的取值范围。 (4)FRP型材-混凝土组合梁桥试设计 通过对一座FRP型材-混凝土简支组合梁桥的试设计，将本文的研究内容和实际工程联系起来，并提出了设计中需重点考虑的问题。 |
| 作者： | 陈志涛 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王景全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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