1. 研究目的与意义
研究反复荷载下FRP布增强竹重组材梁的试验方法、破坏模式及设计理论。本项目的研究符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020)》确定的节能降耗、开发利用农林生物质资源的重点领域及优先主题,也符合《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》部署的重大任务之一绿色发展,建设资源节约型、环境友好型社会,具有重要的理论意义和应用价值,为现代竹木建筑结构的设计、推广和应用提供试验资料和理论基础。
2. 国内外研究现状分析
johns等[13]用cfrp加固木结构梁,其研究表明加固后承载力和延性都有所提高,却不能充分发挥frp材料的作用。borri等[14]对木结构梁进行抗弯加固,将预应力cfrp棒嵌入梁中并且将cfrp板条粘贴在梁底及两侧。结果表明在梁底嵌贴frp材料加固梁的极限承载力提高50%左右,cfrp粘贴在两侧的加固梁极限承载力提高却不明显。预应力cfrp加固梁在刚度及极限承载上与未用预应力加固梁类似。
马建勋等[16]对相同截面尺寸的木梁用了不同数量cfrp布进行加固并进行抗弯试验研究,其研究表明,木梁的极限承载力提高的幅度随着cfrp布的增多而增大。
李飞等[17]研究frp布加固量、加固方式、纤维布种类三个参数对加固木梁的影响,一层bfrp加固的木梁抗弯极限承载力可提高17%左右,两层可提高25%;一层gfrp加固的木梁抗弯极限承载力提高31%,两层提高45%;一层cfrp加固的木梁抗弯极限承载力提高21%。gfrp加固效果要好于其它两种材料。frp加固木结构的延性和刚度都有提高。
3. 研究的基本内容与计划
本试验选用的竹重组材生产于江西飞宇竹业集团有限公司。选取稍部原竹制作竹重组材试件,胶黏剂为酚醛胶。设计了40根重组竹材梁试件,其中4根用作轴压静载试验,36根用作低周反复荷载试验。试件用三种不同的frp布作为木梁的增强材料,分别为gfrp、bfrp、cfrp,所有试件以截面不同分为两种,一种截面高度为105mm,截面宽度为50mm;另一种截面高度为110mm,截面宽度为52mm,两种试件梁长均为1870mm。用作低周反复荷载试验中13根粘布bfrp的截面宽52mm的试件分为3组,4根粘布bfrp的截面宽52mm的试件分为一组,5根粘布cfrp的截面宽50mm的试件分为一组,5根粘布gfrp的截面宽50mm的试件分为一组,4根不沾布的截面宽52mm的试件分为一组5根不沾布的截面宽为50mm的试件分为一组用作轴压静载试验中4根粘布bfrp的截面宽52mm的试件分为一组。试件跨中由上而下沿着截面宽分别帖7个应变片,编号自上而下编为1、2、3、4、5、6、7。利用南京林业大学江宁结构实验室中的邦威压力试验机进行试件组装,用tds-530采集仪数据采集。试验前先用废梁进行预压以减少系统误差,之后再正式进行轴压静载试验和低周反复荷载试验。
时间进度安排:
1~4周:查阅文献、进行试验方案设计并开始试验
4. 研究创新点
本实验就FRP布增强竹重组材梁进行低周反复荷载下的试验研究,研究反复荷载作用下不同类型、不同层数FRP布增强竹重组材梁的破坏形式、裂缝的展开与力控速度、位移控制速度、加载时间对梁力学性能的影响。
