【硕士】FRP加固木梁抗弯性能的试验研究

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内容简介

　　【学位年度】2009　　【摘要】　　 木材是人类建筑史上应用时间最长的建筑材料之一，已有数千年的应用历史。在我国现存的古建筑中，木结构占有相当的比例，如杭州的六和塔和山西应县木塔等都已有数百年的历史。木材在空气中易老化，受台风、地震、雨水、废气等影响易破坏，因此木结构需要加固维修。目前在结构加固中用的比较多的纤维增强复合材料(FRP)是碳纤维(CFRP)、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）。玄武岩纤维(BFRP)在耐高温性、化学稳定性、耐腐蚀性、导热性、绝缘性等许多技术指标方面优于其他纤维，且性价比高。 本文基于国内外的研究现状，通过对24根矩形截面木梁的试验研究，主要对玄武岩纤维布加固木梁的抗弯性能，包括破坏特征、截面应变、极限承载力及挠度等性能进行了研究。试验结果表明，BFRP加固木梁能够有效提高木梁的承载力；BFRP加固木梁在加载过程中刚度也有很大程度的提高；BFRP加固木梁的延性也有所提高。同时发现，受木节的影响纤维布加固木梁存在很大的离散性。 针对木梁的几种破坏现象，对加固的木梁破坏方式的界限破坏形态进行了分析，推导完成了FRP加固矩形木梁抗弯极限承载力的计算公式。将计算结果与试验结果进行了比较，两者吻合良好。将木梁的荷载-挠度曲线简化为两个阶段，提出了木梁跨中挠度的计算方法。并根据已经建立的抗弯承载力计算公式和挠度计算公式，提出了FRP加固木梁抗弯性能的设计公式。 最后，应用ANSYS软件对FRP布加固木梁的抗弯性能试验的全过程进行了数值模拟，得到加固木梁在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线，应力-应变云图等。通过数值计算结果与试验结果的对比，验证了应用ANSYS程序对FRP加固木梁进行数值模拟的可行性。　　共80页

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