GFRP棒增强胶合木梁的研究开题报告

 2021-08-08 22:31:32

1. 研究目的与意义

胶合木制产品在国内建筑结构的应用已有一定时间;胶合木力学性能固然较天然木材有很大优势,但在用于大跨度结构中时有一些局限性;GFRP(玻璃纤维增强塑料,俗称玻璃钢)已应用于钢筋混凝土梁的加固,并行之有效,然而在胶合木梁的加固方面研究较少,成果不多;国外对GFRP在胶合木梁的加固研究虽时间跨度上已有三十余年,并且近几年也有相关的研究成果,但研究量和研究深度相对有限,可研究空间大;木结构植筋技术是今年发展起来的一种新技术,通过专用植筋胶将高强筋材与木材粘结在一起,共同受力,可用于大跨木结构构件的增强领域

2. 国内外研究现状分析

2012年,张仲凤等人研究了玻璃纤维布增强胶合木质工程材料的基本力学性能,建立了考虑gfrp含量及布置方式影响的gfrp增强胶合木的静曲强度数学模型;2012年,杨会峰, 刘伟庆进行了cfrp加固胶合木梁的研究,建立了梁的微元体立体模型进行分析,画出梁截面应力应变图,按frp的加固情况,分少筋梁,适筋梁和超筋梁三种情况,确定抗弯承载力的计算公式,并与实验结果进行比较;2012年,朱世骏等人通过对gfrp植筋胶合木试件的粘结性能试验,对植筋试件的破坏形态、破坏机理及粘结锚固性能进行了初步研究。

2013年陆伟东,宋二玮等人通过分析恒温恒湿条件下不同应力比的普通胶合木梁的蠕变规律,并对试验数据进行拟合,得到蠕变变形曲线和相对蠕变变形曲线。

2013年,gary m. raftery和conor whelan研究了将gfrp棒嵌入胶合木梁槽内对胶合木梁的加固效果,并比较了槽的几何布局对加固效果的影响,分别计算出各种加固方式的抗弯性能增强百分比,采用en 408四点加载的方法进行抗弯强度测试;

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3. 研究的基本内容与计划

采用直径16mmGFRP棒作为加固材料,棒的长度与胶合木梁长度一致前期试验测试其抗弯强度、抗拉强度、弹性模量植筋胶:采用双组份环氧树脂胶,具有很好的力学性能,无溶剂,毒性小,易操作。

材料性能由厂家提供试验材料选用杨木胶合木,该材料容易获得,并且具有稳定的力学性能采取五层(每层按38mm计算)胶合木,试件截面尺寸为96mm*190mm按照GB/T 50329-2012中的规定,抗弯强度的跨高比为18:1,则跨度为3420mm,考虑实验室设备条件,视具体情况作相应调整在胶合木梁的长度方向刻槽口,考虑有植筋胶,槽口的宽度设计为17mm,深度亦然,加深槽的深度设计为34mm依据木结构试验方法标准(GB/T 50329-2012)第五章梁弯曲实验方法采用三点加载,并在木梁两端预置防止侧向失稳的装置在支座、加载点下方以及跨中设置位移计,用于测量静态应变

4. 研究创新点

(1)采用建筑加固材料GFRP,将GFRP材料原先的管材、装饰材料应用领域扩展到建筑结构加固中,降低成本(2)将木材的缺陷通过GFRP这种纤维增强塑料来弥补,采用植筋增强技术,利用材料优劣关系进行互补,达到材料最优使用,将木材在建筑结构领域的应用拓宽,减少局限性(3)研究了槽口的深度以及槽口几何形状对加固效果的影响,从几何学的角度作为突破口进行思考,考虑更多的影响因素

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