开孔板连接的GFRP-混凝土组合结构抗剪性能研究
发布时间：2021-06-05 06:37
FRP作为新型复合材料,有轻质高强、比强度高、抗腐蚀性好等优点,在结构工程研究领域内,FRP材料及其组合结构已经成为了一个重要的研究方向。GFRP-混凝土组合结构,是将GFRP构件和混凝土浇筑成为整体而共同受力的一种组合结构。它能充分发挥GFRP材料和混凝土各自的优良性能。本文以GFRP开孔板连接件作为组合结构的连接方式,通过ABAQUS有限元模拟和推出试验来探索开孔板连接的GFRP-混凝土组合结构的抗剪性能。完成的主要研究如下:（1）将GFEP开孔板开孔个数、孔内贯穿钢筋有无和混凝土强度作为3个主要影响因素,设计12个GFRP-混凝土组合结构,利用ABAQUS有限元软件对这12个组合结构的应力应变和相对滑移进行分析研究,得到的荷载-滑移曲线表明:开孔个数对组合结构的抗剪性能影响显著。应力的分布几乎都是从加载位置向下传递并逐渐减少。（2）在ABAQUS有限元模拟的基础上,针对开孔个数选取3个GFRP-混凝土组合结构进行推出试验,试验结果表明:组合结构的荷载-滑移曲线以及应力应变的分布与ABAQUS有限元模拟所得结果基本一致,但模拟所得组合结构的极限荷载比试验所得要大,这是因为有限元模拟...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学胶结机理但这种连接方式也有缺点，粘接剂的好坏对其粘接效果有很大影响，且只有
湖北工业大学硕士学位论文3图1.1化学胶结机理但这种连接方式也有缺点，粘接剂的好坏对其粘接效果有很大影响，且只有涂有粘接剂的结合面表面具有传递剪力的作用。化学胶结连接件还存在一个很明显的缺点是抗“分离”能力不足，且通过胶结的构件其在动荷载作用下的力学性能得不到较好的体现。所以在实际的工程运用中，有时候往往需要再添加一些额外的连接件比如螺栓等。1.2.2机械咬合连接机械咬合连接是指FRP型材通过螺栓、槽形剪力键、弯筋、FRP块、FRP工字梁等小构件有间距地布置在其上与混凝土进行连接的方式。如图1.2所示。(a)螺栓连接(b)槽形剪力键连接(c)弯筋连接(d)FRP工字梁连接图1.2机械咬合连接(1)螺栓连接螺栓连接件又叫栓钉连接件，螺栓连接件因其力学性能优良且施工方便性价比高而在工程中成为应用最为广泛的剪力连接形式。螺栓连接件能有效地抵抗组合结构连接界面处的剪力，充分发挥其抗剪功能，有效地防止组合结构产生较大
湖北工业大学硕士学位论文5图1.3开孔板连接件工作原理由于钢开孔板在实际使用工程中易受环境影响发生锈蚀或者腐蚀等问题，这严重影响了构件在工程中的使用寿命。随着FRP材料在实际工程中的应用和推广，用FRP开孔板替换传统的钢开孔板。FRP材料有很高的比强度可在一定程度上减轻结构自重，从而提高结构的抗震性能，不仅如此，FRP材料还有良好的耐腐蚀性，可以使结构的使用寿命得到延长，且具有很好的可设计性容易成型，可灵活调节其尺寸。这些FRP材料优良的性质都使FRP开孔板得到广泛的认可。但由于FRP本身弹模量低且延性差，因此目前对FRP开孔板连接的FRP-混凝土组合结构的实际工程应用还处于研究阶段。(a)开孔板连接件(b)FRP开孔板连接件图1.4开孔板连接1.3开孔板连接件国内外研究现状随着组合结构在实际工程中的应用越来越广泛，抗剪连接件作为组合结构中重要的组成部分也受到越来越多国内外研究学者的关注。其中PBL(开孔钢板)剪
【参考文献】：
期刊论文
[1]2类PBL推出试验破坏机理及承载力影响因素研究[J]. 施洲,秦搏聪. 铁道科学与工程学报. 2019(04)
[2]FRP-钢复合开孔板连接件抗剪性能研究[J]. 宋进劲,李耘宇,李之达,蔡妙君,张璇. 工程与建设. 2018(06)
[3]开孔板连接件初期抗剪刚度试验[J]. 郑双杰,刘玉擎. 中国公路学报. 2014(11)
[4]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)
[5]基于ABAQUS的开孔板连接件抗剪承载力分析[J]. 曹学亮,李法雄,雷俊卿,刘钱,刘大成. 公路交通科技. 2013(11)
[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]开孔板连接件抗剪承载力试验研究[J]. 赵晨,刘玉擎. 工程力学. 2012(12)
[8]考虑开孔钢板厚度的PBL剪力键力学性能研究[J]. 肖林,强士中,李小珍,卫星. 工程力学. 2012(08)
[9]PBL剪力键荷载-滑移关系试验研究[J]. 王振海,赵灿晖,李乔. 西南交通大学学报. 2011(04)
[10]PBL剪力连接件群传力机理研究Ⅱ:极限承载力[J]. 张清华,李乔,卜一之. 土木工程学报. 2011(05)
博士论文
[1]混合结构中PBL剪力键群的力学特性研究[D]. 汪维安.西南交通大学 2015
[2]钢—混组合结构中PBL剪力键的静力及疲劳性能研究[D]. 肖林.西南交通大学 2012
硕士论文
[1]滑移影响下的GFRP-混凝土组合梁力学性能研究[D]. 汪可盼.湖北工业大学 2019
[2]基于ABAQUS的高强钢筋混凝土柱数值模拟及抗震性能分析[D]. 姚方宝.合肥工业大学 2019
[3]FRP筋混凝土梁柱外节点的受剪性能研究[D]. 孟林杰.长安大学 2019
[4]GFRP-混凝土组合桥面板仿真模拟及疲劳试验研究[D]. 郑华凯.东南大学 2018
[5]钢—混凝土组合结构桥梁中波形PBL连接件抗剪承载力研究[D]. 朱旭东.南华大学 2018
[6]GFRP-钢混合配筋混凝土构件的耐久性及抗弯性能试验与研究[D]. 李星.兰州交通大学 2018
[7]冲击荷载下FRP-混凝土界面剥离机理研究[D]. 张裕华.宁波大学 2017
[8]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
[9]开孔板连接件的静力和抗疲劳性能研究[D]. 邹韵.东南大学 2016
[10]基于ABAQUS显式算法钢筋本构模型的开发及应用[D]. 林心洁.南京工业大学 2015
本文编号：3211642
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学胶结机理但这种连接方式也有缺点，粘接剂的好坏对其粘接效果有很大影响，且只有
湖北工业大学硕士学位论文3图1.1化学胶结机理但这种连接方式也有缺点，粘接剂的好坏对其粘接效果有很大影响，且只有涂有粘接剂的结合面表面具有传递剪力的作用。化学胶结连接件还存在一个很明显的缺点是抗“分离”能力不足，且通过胶结的构件其在动荷载作用下的力学性能得不到较好的体现。所以在实际的工程运用中，有时候往往需要再添加一些额外的连接件比如螺栓等。1.2.2机械咬合连接机械咬合连接是指FRP型材通过螺栓、槽形剪力键、弯筋、FRP块、FRP工字梁等小构件有间距地布置在其上与混凝土进行连接的方式。如图1.2所示。(a)螺栓连接(b)槽形剪力键连接(c)弯筋连接(d)FRP工字梁连接图1.2机械咬合连接(1)螺栓连接螺栓连接件又叫栓钉连接件，螺栓连接件因其力学性能优良且施工方便性价比高而在工程中成为应用最为广泛的剪力连接形式。螺栓连接件能有效地抵抗组合结构连接界面处的剪力，充分发挥其抗剪功能，有效地防止组合结构产生较大
湖北工业大学硕士学位论文5图1.3开孔板连接件工作原理由于钢开孔板在实际使用工程中易受环境影响发生锈蚀或者腐蚀等问题，这严重影响了构件在工程中的使用寿命。随着FRP材料在实际工程中的应用和推广，用FRP开孔板替换传统的钢开孔板。FRP材料有很高的比强度可在一定程度上减轻结构自重，从而提高结构的抗震性能，不仅如此，FRP材料还有良好的耐腐蚀性，可以使结构的使用寿命得到延长，且具有很好的可设计性容易成型，可灵活调节其尺寸。这些FRP材料优良的性质都使FRP开孔板得到广泛的认可。但由于FRP本身弹模量低且延性差，因此目前对FRP开孔板连接的FRP-混凝土组合结构的实际工程应用还处于研究阶段。(a)开孔板连接件(b)FRP开孔板连接件图1.4开孔板连接1.3开孔板连接件国内外研究现状随着组合结构在实际工程中的应用越来越广泛，抗剪连接件作为组合结构中重要的组成部分也受到越来越多国内外研究学者的关注。其中PBL(开孔钢板)剪
【参考文献】：
期刊论文
[1]2类PBL推出试验破坏机理及承载力影响因素研究[J]. 施洲,秦搏聪. 铁道科学与工程学报. 2019(04)
[2]FRP-钢复合开孔板连接件抗剪性能研究[J]. 宋进劲,李耘宇,李之达,蔡妙君,张璇. 工程与建设. 2018(06)
[3]开孔板连接件初期抗剪刚度试验[J]. 郑双杰,刘玉擎. 中国公路学报. 2014(11)
[4]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)
[5]基于ABAQUS的开孔板连接件抗剪承载力分析[J]. 曹学亮,李法雄,雷俊卿,刘钱,刘大成. 公路交通科技. 2013(11)
[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]开孔板连接件抗剪承载力试验研究[J]. 赵晨,刘玉擎. 工程力学. 2012(12)
[8]考虑开孔钢板厚度的PBL剪力键力学性能研究[J]. 肖林,强士中,李小珍,卫星. 工程力学. 2012(08)
[9]PBL剪力键荷载-滑移关系试验研究[J]. 王振海,赵灿晖,李乔. 西南交通大学学报. 2011(04)
[10]PBL剪力连接件群传力机理研究Ⅱ:极限承载力[J]. 张清华,李乔,卜一之. 土木工程学报. 2011(05)
博士论文
[1]混合结构中PBL剪力键群的力学特性研究[D]. 汪维安.西南交通大学 2015
[2]钢—混组合结构中PBL剪力键的静力及疲劳性能研究[D]. 肖林.西南交通大学 2012
硕士论文
[1]滑移影响下的GFRP-混凝土组合梁力学性能研究[D]. 汪可盼.湖北工业大学 2019
[2]基于ABAQUS的高强钢筋混凝土柱数值模拟及抗震性能分析[D]. 姚方宝.合肥工业大学 2019
[3]FRP筋混凝土梁柱外节点的受剪性能研究[D]. 孟林杰.长安大学 2019
[4]GFRP-混凝土组合桥面板仿真模拟及疲劳试验研究[D]. 郑华凯.东南大学 2018
[5]钢—混凝土组合结构桥梁中波形PBL连接件抗剪承载力研究[D]. 朱旭东.南华大学 2018
[6]GFRP-钢混合配筋混凝土构件的耐久性及抗弯性能试验与研究[D]. 李星.兰州交通大学 2018
[7]冲击荷载下FRP-混凝土界面剥离机理研究[D]. 张裕华.宁波大学 2017
[8]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
[9]开孔板连接件的静力和抗疲劳性能研究[D]. 邹韵.东南大学 2016
[10]基于ABAQUS显式算法钢筋本构模型的开发及应用[D]. 林心洁.南京工业大学 2015
本文编号：3211642
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