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新型GFRP-混凝土组合人行天桥桥面板设计开发与受弯性能分析

发布时间:2018-04-14 17:21

  本文选题:纤维增强材料 + 组合结构 ; 参考:《湖南科技大学》2014年硕士论文


【摘要】:纤维增强复合材料(FRP)是近年来在土木工程应用中越来越广泛的一种新型材料,与传统的结构材料相比,FRP耐腐蚀、抗疲劳性能好;但价格昂贵、初期资金投入大、FRP构件易出现局部破坏。本研究将GFRP与混凝土形成组合结构,开发了一种轻质高强、施工阶段不需要支撑和模板的新型GFRP—混凝土组合人行天桥桥面板。 论文探讨了GFRP受弯构件的设计计算理论与简化计算方法,将简化计算结果与有限元模拟分析结果对比,两者非常吻合,,证实了简化计算方法的可行性。从专利CN103194970A中选取了三种具有代表性的GFRP板的截面形式,用ANSYS模拟分析这三种截面形式的组合桥面板在施工阶段的受弯性能。分析结果表明,GFRP板具有较高的承载力安全储备,变形是结构设计中的主要控制参数;在竖肋不发生屈曲的情况下,没有增加加劲肋的截面形式的GFRP板是最经济实用的。 通过组合构件在施工阶段和使用阶段的跨中挠度值与GFRP底板跨中处的顺板跨方向应力对GFRP板截面参数进行优化分析,对比分析结果,得出竖肋高度对跨中挠度与底板应力影响最显著,其次是壁厚,而GFRP板宽、T型肋高度和混凝土高度对组合结构的受弯性能影响不大。
[Abstract]:Fiber reinforced composite (FRP) is a new type of material which is more and more widely used in civil engineering in recent years. Compared with traditional structural materials, FRP has good corrosion resistance and fatigue resistance, but the price is high.The initial investment of large FRP components is prone to local damage.In this study, a new type of GFRP- concrete composite footbridge deck slab is developed, which is composed of GFRP and concrete, which is lightweight and high strength, and does not need support and formwork in construction stage.In this paper, the design and calculation theory and simplified calculation method of GFRP flexural members are discussed. The simplified calculation results are compared with the results of finite element simulation analysis. The two results are in good agreement with each other, and the feasibility of the simplified calculation method is verified.Three typical cross-section forms of GFRP slab are selected from patented CN103194970A, and the flexural behavior of these three cross-section composite deck slabs in construction stage is analyzed by ANSYS simulation.The results show that GFRP plates have high bearing capacity safety reserve and deformation is the main control parameter in structural design, and the GFRP plate without stiffening rib section is the most economical and practical without buckling of vertical ribs.The cross-section parameters of GFRP plate are optimized by the deflection value of the composite members in the construction stage and the use stage and the stress of the side plate in the center of the GFRP bottom slab. The results are compared and analyzed.It is concluded that the vertical rib height has the most significant effect on the midspan deflection and the stress of the bottom slab, followed by the wall thickness, while the width T-rib height of the GFRP slab and the concrete height have little effect on the flexural behavior of the composite structure.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U441;U443.31

【参考文献】

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1 冯鹏;新型FRP空心桥面板的设计开发与受力性能研究[D];清华大学;2004年



本文编号:1750307

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