双I形GFRP波形腹板-混凝土组合梁的力学性能分析

发布时间：2021-03-25 02:23

　　为提高双I形GFRP直腹板-混凝土组合梁的剪切稳定性,提出将GFRP直腹板替换为GFRP波形腹板,形成双I形GFRP波形腹板-混凝土组合梁,并采用有限元方法研究分析了该类型梁的力学性能。在对GFRP波形腹板-混凝土组合梁进行力学性能分析时首先采用国外文献中双I形GFRP直腹板-混凝土组合梁模型试验所测得的实测数据验证有限元建模的正确性,然后在有限元模型中将直腹板替换为波形腹板,对GFRP波形腹板-混凝土组合梁的剪切屈曲稳定性、动力特性、正常使用荷载作用下的挠度及风荷载作用下的横向位移进行了参数分析。研究结果表明:将GFRP-混凝土组合梁的直腹板替换为波形腹板后,其剪切稳定性能随着GFRP波形腹板波高的增加有显著提高,而其弯曲振动频率、扭转振动频率、正常使用荷载作用下的挠度及风荷载作用下的横向位移随着GFRP波形腹板波高、波形腹板厚度、波形腹板高度及混凝土顶板厚度的变化呈现不同的变化规律。 

【文章来源】：中外公路. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 双I形GFRP直腹板-混凝土组合梁示意图

该组合梁为简支梁,试验梁全长6.0 m,计算跨径5.5 m,立面图如图2所示,为提高支座处局部剪切性能,浇筑了宽度为200 mm的外包混凝土。主梁和次梁布置图如图3所示,主、次梁均采用I形GFRP型材,尺寸规格为200 mm×100 mm×10 mm。顶板和主梁、主梁和次梁之间的连接均采用2 mm厚的环氧树脂胶和不锈钢螺栓。图3 主梁与次梁布置图(单位:mm)

图2 双I形GFRP-混凝土组合梁立面图(单位:mm)GFRP型材的材料属性如表1所示,其中El、Et和Gl分别为材料的纵向弹性模量、横向弹性模量及平面内的剪切模量。顶板采用钢纤维增强自密实混凝土,弹性模量Ec为36.97 GPa,泊松比为0.33,重度γ为24.0 kN/m3。环氧树脂胶的弹性模量Ea为8.8 GPa,重度γ为24.0 kN/m3。

【参考文献】：
期刊论文
[1]FRP筋混凝土梁的刚度试验研究和理论计算[J]. 朱虹,董志强,吴刚,吴智深.  土木工程学报. 2015(11)
[2]两跨连续GFRP-混凝土空心组合板受力性能试验研究[J]. 黄辉,王文炜,戴建国.  建筑结构学报. 2015(10)
[3]复合钢板对GFRP箱梁性能影响[J]. 李耘宇,王言磊,欧进萍.  大连理工大学学报. 2013(03)
[4]基于能量法的GFRP管与混凝土板组合梁轴向力计算[J]. 秦国鹏,王连广.  东北大学学报(自然科学版). 2010(12)



本文编号：3098840