【碩士】FRP加固木梁抗彎性能的試驗研究

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　　【學(xué)位年度】2009　　【摘要】　　木材是人類建筑史上應(yīng)用時間最長的建筑材料之一，已有數(shù)千年的應(yīng)用歷史。在我國現(xiàn)存的古建筑中，木結(jié)構(gòu)占有相當(dāng)?shù)谋壤?，如杭州的六和塔和山西?yīng)縣木塔等都已有數(shù)百年的歷史。木材在空氣中易老化，受臺風(fēng)、地震、雨水、廢氣等影響易破壞，因此木結(jié)構(gòu)需要加固維修。目前在結(jié)構(gòu)加固中用的比較多的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)是碳纖維(CFRP)、玻璃纖維（GFRP）和芳綸纖維（AFRP）。玄武巖纖維(BFRP)在耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性、絕緣性等許多技術(shù)指標(biāo)方面優(yōu)于其他纖維，且性價比高。本文基于國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，通過對24根矩形截面木梁的試驗研究，主要對玄武巖纖維布加固木梁的抗彎性能，包括破壞特征、截面應(yīng)變、極限承載力及撓度等性能進(jìn)行了研究。試驗結(jié)果表明，BFRP加固木梁能夠有效提高木梁的承載力；BFRP加固木梁在加載過程中剛度也有很大程度的提高；BFRP加固木梁的延性也有所提高。同時發(fā)現(xiàn)，受木節(jié)的影響纖維布加固木梁存在很大的離散性。針對木梁的幾種破壞現(xiàn)象，對加固的木梁破壞方式的界限破壞形態(tài)進(jìn)行了分析，推導(dǎo)完成了FRP加固矩形木梁抗彎極限承載力的計算公式。將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者吻合良好。將木梁的荷載-撓度曲線簡化為兩個階段，提出了木梁跨中撓度的計算方法。并根據(jù)已經(jīng)建立的抗彎承載力計算公式和撓度計算公式，提出了FRP加固木梁抗彎性能的設(shè)計公式。最后，應(yīng)用ANSYS軟件對FRP布加固木梁的抗彎性能試驗的全過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到加固木梁在豎向荷載作用下的荷載-位移曲線，應(yīng)力-應(yīng)變云圖等。通過數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果的對比，驗證了應(yīng)用ANSYS程序?qū)RP加固木梁進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性?！　」?0頁

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