玄武岩纤维（BFRP）加固圆截面木梁技术研究
发布时间：2021-09-07 08:17
历朝历代修建了许多古都,既是我们追溯历史、研究史料的重要依据,也是璀璨的中华文化的一部分。木结构是我国古建筑普遍采用的建筑形式,木材这种建筑材料,由于其本身在生长过程中形成木节等,加之其服役过程中易干缩开裂、变形和腐蚀等特性,在使用过程中常存在着一定的安全隐患,面临修缮与加固的问题。纤维复合材料具有良好的物理力学性能,玄武岩纤维复合材料（BFRP）作为纤维复合材料家族中的后起之秀,其生产原料在我国各地分布广泛且性价比高,综合性能较好,在建筑结构加固补强领域有着广阔的发展前景。本文基于国内外研究现状,选用的木材为西南地区常用的鱼鳞杉木,对9根圆木梁采用两种方式加固:底部粘贴纤维布以及底部开槽嵌入纤维筋,随后进行了抗弯试验,分析加固前后木梁的挠度、刚度、截面应变分布、抗弯极限承载力及破坏特征等受弯性能的变化。试验共设置三种工况,每种工况木梁数量为3根。木梁加固方式分别为:未加固（对照组）、粘贴玄武岩纤维布加固以及嵌入玄武岩纤维筋加固。试验发现,采用BFRP布加固可以较好的提高木梁的受弯承载力,平均提高32.14%,BFRP筋加固的木梁受弯承载力平均提高22.68%;采用纤维筋加固可有效提高...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?南禅寺大殿正立面图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｎａｎｃｈａｎｓｉ?Ｔｅｍｐｌｅ?ｅｌｅｖａｔｉｏｎ??
定了木材为各向异性材料的性质，即其在纵向、弦向和径向上的抗拉??强度、刚度、抗弯极限等物理力学性质都不相同。木材材性的各向异??性源于１９８２年，普耐斯（Ｐｒｉｃｅ）因木材的解剖构造（如图２－１所示）??具有圆柱对称性，并且第一次将正交对称原理应用于木材。沿不同方??向裁切木材，会出现不同的质理特征，图２－１也可观察到木材的三向??切面图。木材的纵向是指树干的长度方向，也即是木纤维的方向，沿??此方向裁切可观察弦切面的质理；木材的横切面是指沿与木纤维垂直??的方向裁切而得到的截面；径切面是沿与年轮垂直的方向且经过树心??的切线方向裁切得到的截面。??％??图２－１?木材解剖构造图??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ａｎａｔｏｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｏｏｄ??（ｌ）木材的强度??就木材的强度而言，常用的强度指标为顺纹抗拉强度、顺纹抗压??
抗拉和抗压强度极限之间，其抗剪强度较低，受剪破坏时变形很小，??一旦达到强度极限，即会发生脆性破坏。木材受拉时会发生脆性破坏，??应力－应变曲线基本呈直线（如图２－２所示），其横纹抗拉强度则远??小于顺纹抗拉强度。木材顺纹受压时表现为良好的塑性性能，产生较??大的且不可恢复的塑性变形，木纤维因失稳而发生屈曲，在对受压构??件进行计算时，通常不考虑应力集中的不利影响。木材强度的影响因??素主要有含水率、密度、温度以及长期荷载，含水率达到纤维饱和点??以上时，含水率越高，木材强度越低；对于同一树种，木材密度越大??强度越高，几乎呈线性关系；木材所处环境温度越高，其强度越低；??木材在长期荷载作用下，强度会有降低的趋势，作用的荷载越大，木??材所能承受的时间越短。因此
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维筋的性能及应用研究综述[J]. 姜浩,朱思宇. 四川建材. 2017(08)
[2]玄武岩纤维增强材料U型箍加固对新疆杨木梁抗弯性能影响的试验研究[J]. 韩霞,刘清,徐瑞,沈华. 工业建筑. 2015(06)
[3]受损木梁的抗弯加固试验与承载力计算分析[J]. 袁书成,董江峰,王清远,朱艳梅. 应用数学和力学. 2014(S1)
[4]纤维增强聚合物加固带裂缝圆截面木梁的弯曲[J]. 欧阳煜,范雷芹. 上海大学学报(自然科学版). 2014(03)
[5]FRP加固木梁受弯承载力与挠度研究[J]. 贾彬,刘顺丰,程袁华,褚云朋. 浙江工业大学学报. 2014(03)
[6]碳纤维布加固损伤旧木梁受弯承载力研究[J]. 贾彬,刘睿,蒙奈庆,李旭. 工程抗震与加固改造. 2013(03)
[7]纤维增强聚合物加固带裂缝矩形截面木梁的弯曲[J]. 杨骁,姜莹莹. 应用力学学报. 2012(05)
[8]碳-芳混杂纤维布加固木梁抗弯性能试验研究[J]. 淳庆,潘建伍,包兆鼎. 东南大学学报(自然科学版). 2011(01)
[9]FRP加固木梁的受弯性能试验研究[J]. 曹海,刘伟庆,杨会峰,邵劲松. 江苏建筑. 2009(04)
[10]内嵌CFRP筋维修加固老化损伤旧木梁的试验研究[J]. 许清风,朱雷. 土木工程学报. 2009(03)
博士论文
[1]中国古建筑木结构加固及其性能研究[D]. 张风亮.西安建筑科技大学 2013
[2]碳纤维布加固木梁的受力性能研究[D]. 张莉.南京林业大学 2011
硕士论文
[1]国产玄武岩纤维加固古建木结构矩形截面梁的静载试验研究[D]. 王婧.兰州理工大学 2014
[2]CFRP加固木梁承载性能的理论与试验研究[D]. 刘俊杰.西安建筑科技大学 2011
[3]CFRP加固历史建筑木梁的试验研究[D]. 沈旸.浙江工业大学 2010
[4]CFRP材料加固木梁性能研究[D]. 姬卓.上海交通大学 2009
[5]碳纤维布加固古建筑木梁的性能研究[D]. 吴照华.西安建筑科技大学 2007
[6]碳纤维布加固木结构构件的性能研究[D]. 周钟宏.南京工业大学 2005
本文编号：3389210
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?南禅寺大殿正立面图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｎａｎｃｈａｎｓｉ?Ｔｅｍｐｌｅ?ｅｌｅｖａｔｉｏｎ??
定了木材为各向异性材料的性质，即其在纵向、弦向和径向上的抗拉??强度、刚度、抗弯极限等物理力学性质都不相同。木材材性的各向异??性源于１９８２年，普耐斯（Ｐｒｉｃｅ）因木材的解剖构造（如图２－１所示）??具有圆柱对称性，并且第一次将正交对称原理应用于木材。沿不同方??向裁切木材，会出现不同的质理特征，图２－１也可观察到木材的三向??切面图。木材的纵向是指树干的长度方向，也即是木纤维的方向，沿??此方向裁切可观察弦切面的质理；木材的横切面是指沿与木纤维垂直??的方向裁切而得到的截面；径切面是沿与年轮垂直的方向且经过树心??的切线方向裁切得到的截面。??％??图２－１?木材解剖构造图??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ａｎａｔｏｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｗｏｏｄ??（ｌ）木材的强度??就木材的强度而言，常用的强度指标为顺纹抗拉强度、顺纹抗压??
抗拉和抗压强度极限之间，其抗剪强度较低，受剪破坏时变形很小，??一旦达到强度极限，即会发生脆性破坏。木材受拉时会发生脆性破坏，??应力－应变曲线基本呈直线（如图２－２所示），其横纹抗拉强度则远??小于顺纹抗拉强度。木材顺纹受压时表现为良好的塑性性能，产生较??大的且不可恢复的塑性变形，木纤维因失稳而发生屈曲，在对受压构??件进行计算时，通常不考虑应力集中的不利影响。木材强度的影响因??素主要有含水率、密度、温度以及长期荷载，含水率达到纤维饱和点??以上时，含水率越高，木材强度越低；对于同一树种，木材密度越大??强度越高，几乎呈线性关系；木材所处环境温度越高，其强度越低；??木材在长期荷载作用下，强度会有降低的趋势，作用的荷载越大，木??材所能承受的时间越短。因此
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维筋的性能及应用研究综述[J]. 姜浩,朱思宇. 四川建材. 2017(08)
[2]玄武岩纤维增强材料U型箍加固对新疆杨木梁抗弯性能影响的试验研究[J]. 韩霞,刘清,徐瑞,沈华. 工业建筑. 2015(06)
[3]受损木梁的抗弯加固试验与承载力计算分析[J]. 袁书成,董江峰,王清远,朱艳梅. 应用数学和力学. 2014(S1)
[4]纤维增强聚合物加固带裂缝圆截面木梁的弯曲[J]. 欧阳煜,范雷芹. 上海大学学报(自然科学版). 2014(03)
[5]FRP加固木梁受弯承载力与挠度研究[J]. 贾彬,刘顺丰,程袁华,褚云朋. 浙江工业大学学报. 2014(03)
[6]碳纤维布加固损伤旧木梁受弯承载力研究[J]. 贾彬,刘睿,蒙奈庆,李旭. 工程抗震与加固改造. 2013(03)
[7]纤维增强聚合物加固带裂缝矩形截面木梁的弯曲[J]. 杨骁,姜莹莹. 应用力学学报. 2012(05)
[8]碳-芳混杂纤维布加固木梁抗弯性能试验研究[J]. 淳庆,潘建伍,包兆鼎. 东南大学学报(自然科学版). 2011(01)
[9]FRP加固木梁的受弯性能试验研究[J]. 曹海,刘伟庆,杨会峰,邵劲松. 江苏建筑. 2009(04)
[10]内嵌CFRP筋维修加固老化损伤旧木梁的试验研究[J]. 许清风,朱雷. 土木工程学报. 2009(03)
博士论文
[1]中国古建筑木结构加固及其性能研究[D]. 张风亮.西安建筑科技大学 2013
[2]碳纤维布加固木梁的受力性能研究[D]. 张莉.南京林业大学 2011
硕士论文
[1]国产玄武岩纤维加固古建木结构矩形截面梁的静载试验研究[D]. 王婧.兰州理工大学 2014
[2]CFRP加固木梁承载性能的理论与试验研究[D]. 刘俊杰.西安建筑科技大学 2011
[3]CFRP加固历史建筑木梁的试验研究[D]. 沈旸.浙江工业大学 2010
[4]CFRP材料加固木梁性能研究[D]. 姬卓.上海交通大学 2009
[5]碳纤维布加固古建筑木梁的性能研究[D]. 吴照华.西安建筑科技大学 2007
[6]碳纤维布加固木结构构件的性能研究[D]. 周钟宏.南京工业大学 2005
本文编号：3389210
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