基于螺栓连接的GFRP-混凝土组合梁抗弯性能研究
发布时间：2022-07-11 11:47
近年来,FRP材料有着轻质高强、比强度高、比模量大、抗腐蚀性高等特点,在土木工程的领域内,FRP材料和组合结构已经成为了一个重要的发展方向。作为桥梁的主要构件之一的GFRP-混凝土组合梁,其上部混凝土和GFRP型材上翼缘之间的连接方式尤为关键,且GFRP型材与混凝土之间会因为材料变形的不协调产生滑移,进而对组合梁的抗弯性能有所影响。本文选取螺栓作为组合梁界面处的连接方式,通过ABAQUS有限元模拟和试验来探索基于螺栓连接的GFRP-混凝土组合梁的抗弯性能。完成的主要研究如下:（1）将螺栓直径、螺栓间距和混凝土强度作为三个主要影响因素,设计12根GFRP-混凝土组合梁,利用ABAQUS有限元软件对这12根组合梁的跨中挠度和梁端滑移进行计算分析,结果表明:螺栓直径对组合梁的抗弯性能影响没有明显规律,螺栓间距和混凝土强度对组合梁的抗弯性能影响规律显著。组合梁的荷载-挠度曲线和荷载-滑移曲线呈明显的线性关系。（2）在ABAQUS有限元模拟的基础上,针对螺栓间距选取3根GFRP-混凝土组合梁进行梁式试验,试验结果表明:试验所得到的荷载-挠度曲线、荷载-滑移曲线与ABAQUS有限元模拟所得到的曲线...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 FRP-混凝土组合梁国内外研究现状
1.2.1 FRP-混凝土组合梁国外研究现状
1.2.2 FRP-混凝土组合梁国内研究现状
1.3 FRP-混凝土组合梁在应用中的问题
1.4 本文研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 GFRP-混凝土组合梁有限元分析
2.1 有限元分析概述
2.2 本构模型和破坏准则
2.2.1 混凝土本构关系
2.2.2 GFRP本构模型
2.2.3 螺栓本构模型
2.3 有限元模型验证
2.3.1 试验概况
2.3.2 模型验证
2.4 组合梁模型方案
2.5 组合梁模型的建立
2.6 GFRP-混凝土组合梁抗弯性能影响因素分析
2.6.1 螺栓直径影响
2.6.2 螺栓间距影响
2.6.3 混凝土强度影响
2.7 本章小结
第3章 GFRP-混凝土组合梁试验分析
3.1 组合梁的设计与制作
3.1.1 组合梁的设计
3.1.2 组合梁制作过程
3.2 材料性能试验
3.2.1 GFRP型材拉伸性能试验
3.2.2 混凝土立方体抗压强度试验
3.3 组合梁的加载和测点布置
3.3.1 试验装置和加载方案
3.3.2 测点布置方案
3.4 试验过程及现象
3.5 组合梁试验结果分析
3.5.1 组合梁顶面应变分析
3.5.2 组合梁跨中应变分析
3.5.3 跨中挠度分析
3.5.4 滑移分析
3.6 与有限元模拟结果对比
3.7 本章小结
第4章 GFRP-混凝土组合梁受力分析
4.1 GFRP-混凝土组合梁挠度计算
4.1.1 弯曲变形挠度计算
4.1.2 界面滑移挠度计算
4.1.3 滑移变形系数
4.2 GFRP-组合梁抗弯承载力计算
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 本文结论
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土塑性损伤模型参数在预制桩中的研究及应用[J]. 赵伟华. 混凝土与水泥制品. 2018(12)
[2]海洋钢筋混凝土结构防腐蚀技术研究进展[J]. 侯磊,李伟华,郑海兵,季涛,田惠文. 材料保护. 2017(03)
[3]海洋腐蚀防护的现状与未来[J]. 侯保荣,张盾,王鹏. 中国科学院院刊. 2016(12)
[4]FRP型材-混凝土组合梁桥界面抗剪计算模型与试验[J]. 王景全,李嵩林,吕志涛. 桥梁建设. 2014(01)
[5]FRP混凝土组合梁抗剪连接件试验研究[J]. 薛伟辰,张赛,葛畅. 公路交通科技(应用技术版). 2014(01)
[6]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2013(04)
[7]对ABAQUS中混凝土弥散开裂模型的静力特性分析[J]. 陈力,方秦,还毅,张亚栋. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[8]沿海混凝土耐久性研究综述[J]. 钟亚伟,李固华. 四川建筑科学研究. 2007(01)
[9]钢筋混凝土桥梁腐蚀机理与防护[J]. 葛海艳,吕平. 工程建设. 2006(06)
[10]中国热轧带肋钢筋的发展和现状[J]. 王厚昕,李正邦. 中国冶金. 2006(06)
硕士论文
[1]FRP型材—超高性能混凝土组合梁抗剪性能试验研究[D]. 李耀宗.郑州大学 2019
[2]FRP型材—混凝土组合梁的抗剪性能试验及理论研究[D]. 杨森.郑州大学 2018
[3]GFRP-混凝土组合梁弯曲性能及损伤预警研究[D]. 胡春阳.北京交通大学 2017
[4]GFRP-混凝土组合梁考虑界面滑移的力学性能研究[D]. 金慧颖.哈尔滨工程大学 2017
[5]FRP型材节点连接长期性能及桁架结构分析[D]. 沈海彬.东南大学 2016
[6]基于混凝土塑性损伤理论的FRP抗剪加固RC梁有限元分析[D]. 徐文冰.深圳大学 2015
本文编号：3658106
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 FRP-混凝土组合梁国内外研究现状
1.2.1 FRP-混凝土组合梁国外研究现状
1.2.2 FRP-混凝土组合梁国内研究现状
1.3 FRP-混凝土组合梁在应用中的问题
1.4 本文研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 GFRP-混凝土组合梁有限元分析
2.1 有限元分析概述
2.2 本构模型和破坏准则
2.2.1 混凝土本构关系
2.2.2 GFRP本构模型
2.2.3 螺栓本构模型
2.3 有限元模型验证
2.3.1 试验概况
2.3.2 模型验证
2.4 组合梁模型方案
2.5 组合梁模型的建立
2.6 GFRP-混凝土组合梁抗弯性能影响因素分析
2.6.1 螺栓直径影响
2.6.2 螺栓间距影响
2.6.3 混凝土强度影响
2.7 本章小结
第3章 GFRP-混凝土组合梁试验分析
3.1 组合梁的设计与制作
3.1.1 组合梁的设计
3.1.2 组合梁制作过程
3.2 材料性能试验
3.2.1 GFRP型材拉伸性能试验
3.2.2 混凝土立方体抗压强度试验
3.3 组合梁的加载和测点布置
3.3.1 试验装置和加载方案
3.3.2 测点布置方案
3.4 试验过程及现象
3.5 组合梁试验结果分析
3.5.1 组合梁顶面应变分析
3.5.2 组合梁跨中应变分析
3.5.3 跨中挠度分析
3.5.4 滑移分析
3.6 与有限元模拟结果对比
3.7 本章小结
第4章 GFRP-混凝土组合梁受力分析
4.1 GFRP-混凝土组合梁挠度计算
4.1.1 弯曲变形挠度计算
4.1.2 界面滑移挠度计算
4.1.3 滑移变形系数
4.2 GFRP-组合梁抗弯承载力计算
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 本文结论
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土塑性损伤模型参数在预制桩中的研究及应用[J]. 赵伟华. 混凝土与水泥制品. 2018(12)
[2]海洋钢筋混凝土结构防腐蚀技术研究进展[J]. 侯磊,李伟华,郑海兵,季涛,田惠文. 材料保护. 2017(03)
[3]海洋腐蚀防护的现状与未来[J]. 侯保荣,张盾,王鹏. 中国科学院院刊. 2016(12)
[4]FRP型材-混凝土组合梁桥界面抗剪计算模型与试验[J]. 王景全,李嵩林,吕志涛. 桥梁建设. 2014(01)
[5]FRP混凝土组合梁抗剪连接件试验研究[J]. 薛伟辰,张赛,葛畅. 公路交通科技(应用技术版). 2014(01)
[6]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航. 工程力学. 2013(04)
[7]对ABAQUS中混凝土弥散开裂模型的静力特性分析[J]. 陈力,方秦,还毅,张亚栋. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(05)
[8]沿海混凝土耐久性研究综述[J]. 钟亚伟,李固华. 四川建筑科学研究. 2007(01)
[9]钢筋混凝土桥梁腐蚀机理与防护[J]. 葛海艳,吕平. 工程建设. 2006(06)
[10]中国热轧带肋钢筋的发展和现状[J]. 王厚昕,李正邦. 中国冶金. 2006(06)
硕士论文
[1]FRP型材—超高性能混凝土组合梁抗剪性能试验研究[D]. 李耀宗.郑州大学 2019
[2]FRP型材—混凝土组合梁的抗剪性能试验及理论研究[D]. 杨森.郑州大学 2018
[3]GFRP-混凝土组合梁弯曲性能及损伤预警研究[D]. 胡春阳.北京交通大学 2017
[4]GFRP-混凝土组合梁考虑界面滑移的力学性能研究[D]. 金慧颖.哈尔滨工程大学 2017
[5]FRP型材节点连接长期性能及桁架结构分析[D]. 沈海彬.东南大学 2016
[6]基于混凝土塑性损伤理论的FRP抗剪加固RC梁有限元分析[D]. 徐文冰.深圳大学 2015
本文编号：3658106
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