玄武巖纖維(BFRP)加固圓截面木梁技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-07 08:17
歷朝歷代修建了許多古都,既是我們追溯歷史、研究史料的重要依據(jù),也是璀璨的中華文化的一部分。木結(jié)構(gòu)是我國(guó)古建筑普遍采用的建筑形式,木材這種建筑材料,由于其本身在生長(zhǎng)過(guò)程中形成木節(jié)等,加之其服役過(guò)程中易干縮開(kāi)裂、變形和腐蝕等特性,在使用過(guò)程中常存在著一定的安全隱患,面臨修繕與加固的問(wèn)題。纖維復(fù)合材料具有良好的物理力學(xué)性能,玄武巖纖維復(fù)合材料(BFRP)作為纖維復(fù)合材料家族中的后起之秀,其生產(chǎn)原料在我國(guó)各地分布廣泛且性價(jià)比高,綜合性能較好,在建筑結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。本文基于國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,選用的木材為西南地區(qū)常用的魚(yú)鱗杉木,對(duì)9根圓木梁采用兩種方式加固:底部粘貼纖維布以及底部開(kāi)槽嵌入纖維筋,隨后進(jìn)行了抗彎試驗(yàn),分析加固前后木梁的撓度、剛度、截面應(yīng)變分布、抗彎極限承載力及破壞特征等受彎性能的變化。試驗(yàn)共設(shè)置三種工況,每種工況木梁數(shù)量為3根。木梁加固方式分別為:未加固(對(duì)照組)、粘貼玄武巖纖維布加固以及嵌入玄武巖纖維筋加固。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),采用BFRP布加固可以較好的提高木梁的受彎承載力,平均提高32.14%,BFRP筋加固的木梁受彎承載力平均提高22.68%;采用纖維筋加固可有效提高...
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?南禪寺大殿正立面圖??Fig.?1-1?Nanchansi?Temple?elevation??
定了木材為各向異性材料的性質(zhì),即其在縱向、弦向和徑向上的抗拉??強(qiáng)度、剛度、抗彎極限等物理力學(xué)性質(zhì)都不相同。木材材性的各向異??性源于1982年,普耐斯(Price)因木材的解剖構(gòu)造(如圖2-1所示)??具有圓柱對(duì)稱性,并且第一次將正交對(duì)稱原理應(yīng)用于木材。沿不同方??向裁切木材,會(huì)出現(xiàn)不同的質(zhì)理特征,圖2-1也可觀察到木材的三向??切面圖。木材的縱向是指樹(shù)干的長(zhǎng)度方向,也即是木纖維的方向,沿??此方向裁切可觀察弦切面的質(zhì)理;木材的橫切面是指沿與木纖維垂直??的方向裁切而得到的截面;徑切面是沿與年輪垂直的方向且經(jīng)過(guò)樹(shù)心??的切線方向裁切得到的截面。??%??圖2-1?木材解剖構(gòu)造圖??Fig.2-1?The?anatomical?structure?of?wood??(l)木材的強(qiáng)度??就木材的強(qiáng)度而言,常用的強(qiáng)度指標(biāo)為順紋抗拉強(qiáng)度、順紋抗壓??
抗拉和抗壓強(qiáng)度極限之間,其抗剪強(qiáng)度較低,受剪破壞時(shí)變形很小,??一旦達(dá)到強(qiáng)度極限,即會(huì)發(fā)生脆性破壞。木材受拉時(shí)會(huì)發(fā)生脆性破壞,??應(yīng)力-應(yīng)變曲線基本呈直線(如圖2-2所示),其橫紋抗拉強(qiáng)度則遠(yuǎn)??小于順紋抗拉強(qiáng)度。木材順紋受壓時(shí)表現(xiàn)為良好的塑性性能,產(chǎn)生較??大的且不可恢復(fù)的塑性變形,木纖維因失穩(wěn)而發(fā)生屈曲,在對(duì)受壓構(gòu)??件進(jìn)行計(jì)算時(shí),通常不考慮應(yīng)力集中的不利影響。木材強(qiáng)度的影響因??素主要有含水率、密度、溫度以及長(zhǎng)期荷載,含水率達(dá)到纖維飽和點(diǎn)??以上時(shí),含水率越高,木材強(qiáng)度越低;對(duì)于同一樹(shù)種,木材密度越大??強(qiáng)度越高,幾乎呈線性關(guān)系;木材所處環(huán)境溫度越高,其強(qiáng)度越低;??木材在長(zhǎng)期荷載作用下,強(qiáng)度會(huì)有降低的趨勢(shì),作用的荷載越大,木??材所能承受的時(shí)間越短。因此
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玄武巖纖維筋的性能及應(yīng)用研究綜述[J]. 姜浩,朱思宇. 四川建材. 2017(08)
[2]玄武巖纖維增強(qiáng)材料U型箍加固對(duì)新疆楊木梁抗彎性能影響的試驗(yàn)研究[J]. 韓霞,劉清,徐瑞,沈華. 工業(yè)建筑. 2015(06)
[3]受損木梁的抗彎加固試驗(yàn)與承載力計(jì)算分析[J]. 袁書(shū)成,董江峰,王清遠(yuǎn),朱艷梅. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2014(S1)
[4]纖維增強(qiáng)聚合物加固帶裂縫圓截面木梁的彎曲[J]. 歐陽(yáng)煜,范雷芹. 上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[5]FRP加固木梁受彎承載力與撓度研究[J]. 賈彬,劉順豐,程袁華,褚云朋. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]碳纖維布加固損傷舊木梁受彎承載力研究[J]. 賈彬,劉睿,蒙奈慶,李旭. 工程抗震與加固改造. 2013(03)
[7]纖維增強(qiáng)聚合物加固帶裂縫矩形截面木梁的彎曲[J]. 楊驍,姜瑩瑩. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[8]碳-芳混雜纖維布加固木梁抗彎性能試驗(yàn)研究[J]. 淳慶,潘建伍,包兆鼎. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[9]FRP加固木梁的受彎性能試驗(yàn)研究[J]. 曹海,劉偉慶,楊會(huì)峰,邵勁松. 江蘇建筑. 2009(04)
[10]內(nèi)嵌CFRP筋維修加固老化損傷舊木梁的試驗(yàn)研究[J]. 許清風(fēng),朱雷. 土木工程學(xué)報(bào). 2009(03)
博士論文
[1]中國(guó)古建筑木結(jié)構(gòu)加固及其性能研究[D]. 張風(fēng)亮.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]碳纖維布加固木梁的受力性能研究[D]. 張莉.南京林業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]國(guó)產(chǎn)玄武巖纖維加固古建木結(jié)構(gòu)矩形截面梁的靜載試驗(yàn)研究[D]. 王婧.蘭州理工大學(xué) 2014
[2]CFRP加固木梁承載性能的理論與試驗(yàn)研究[D]. 劉俊杰.西安建筑科技大學(xué) 2011
[3]CFRP加固歷史建筑木梁的試驗(yàn)研究[D]. 沈旸.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
[4]CFRP材料加固木梁性能研究[D]. 姬卓.上海交通大學(xué) 2009
[5]碳纖維布加固古建筑木梁的性能研究[D]. 吳照華.西安建筑科技大學(xué) 2007
[6]碳纖維布加固木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能研究[D]. 周鐘宏.南京工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3389210
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?南禪寺大殿正立面圖??Fig.?1-1?Nanchansi?Temple?elevation??
定了木材為各向異性材料的性質(zhì),即其在縱向、弦向和徑向上的抗拉??強(qiáng)度、剛度、抗彎極限等物理力學(xué)性質(zhì)都不相同。木材材性的各向異??性源于1982年,普耐斯(Price)因木材的解剖構(gòu)造(如圖2-1所示)??具有圓柱對(duì)稱性,并且第一次將正交對(duì)稱原理應(yīng)用于木材。沿不同方??向裁切木材,會(huì)出現(xiàn)不同的質(zhì)理特征,圖2-1也可觀察到木材的三向??切面圖。木材的縱向是指樹(shù)干的長(zhǎng)度方向,也即是木纖維的方向,沿??此方向裁切可觀察弦切面的質(zhì)理;木材的橫切面是指沿與木纖維垂直??的方向裁切而得到的截面;徑切面是沿與年輪垂直的方向且經(jīng)過(guò)樹(shù)心??的切線方向裁切得到的截面。??%??圖2-1?木材解剖構(gòu)造圖??Fig.2-1?The?anatomical?structure?of?wood??(l)木材的強(qiáng)度??就木材的強(qiáng)度而言,常用的強(qiáng)度指標(biāo)為順紋抗拉強(qiáng)度、順紋抗壓??
抗拉和抗壓強(qiáng)度極限之間,其抗剪強(qiáng)度較低,受剪破壞時(shí)變形很小,??一旦達(dá)到強(qiáng)度極限,即會(huì)發(fā)生脆性破壞。木材受拉時(shí)會(huì)發(fā)生脆性破壞,??應(yīng)力-應(yīng)變曲線基本呈直線(如圖2-2所示),其橫紋抗拉強(qiáng)度則遠(yuǎn)??小于順紋抗拉強(qiáng)度。木材順紋受壓時(shí)表現(xiàn)為良好的塑性性能,產(chǎn)生較??大的且不可恢復(fù)的塑性變形,木纖維因失穩(wěn)而發(fā)生屈曲,在對(duì)受壓構(gòu)??件進(jìn)行計(jì)算時(shí),通常不考慮應(yīng)力集中的不利影響。木材強(qiáng)度的影響因??素主要有含水率、密度、溫度以及長(zhǎng)期荷載,含水率達(dá)到纖維飽和點(diǎn)??以上時(shí),含水率越高,木材強(qiáng)度越低;對(duì)于同一樹(shù)種,木材密度越大??強(qiáng)度越高,幾乎呈線性關(guān)系;木材所處環(huán)境溫度越高,其強(qiáng)度越低;??木材在長(zhǎng)期荷載作用下,強(qiáng)度會(huì)有降低的趨勢(shì),作用的荷載越大,木??材所能承受的時(shí)間越短。因此
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玄武巖纖維筋的性能及應(yīng)用研究綜述[J]. 姜浩,朱思宇. 四川建材. 2017(08)
[2]玄武巖纖維增強(qiáng)材料U型箍加固對(duì)新疆楊木梁抗彎性能影響的試驗(yàn)研究[J]. 韓霞,劉清,徐瑞,沈華. 工業(yè)建筑. 2015(06)
[3]受損木梁的抗彎加固試驗(yàn)與承載力計(jì)算分析[J]. 袁書(shū)成,董江峰,王清遠(yuǎn),朱艷梅. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2014(S1)
[4]纖維增強(qiáng)聚合物加固帶裂縫圓截面木梁的彎曲[J]. 歐陽(yáng)煜,范雷芹. 上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[5]FRP加固木梁受彎承載力與撓度研究[J]. 賈彬,劉順豐,程袁華,褚云朋. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]碳纖維布加固損傷舊木梁受彎承載力研究[J]. 賈彬,劉睿,蒙奈慶,李旭. 工程抗震與加固改造. 2013(03)
[7]纖維增強(qiáng)聚合物加固帶裂縫矩形截面木梁的彎曲[J]. 楊驍,姜瑩瑩. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[8]碳-芳混雜纖維布加固木梁抗彎性能試驗(yàn)研究[J]. 淳慶,潘建伍,包兆鼎. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[9]FRP加固木梁的受彎性能試驗(yàn)研究[J]. 曹海,劉偉慶,楊會(huì)峰,邵勁松. 江蘇建筑. 2009(04)
[10]內(nèi)嵌CFRP筋維修加固老化損傷舊木梁的試驗(yàn)研究[J]. 許清風(fēng),朱雷. 土木工程學(xué)報(bào). 2009(03)
博士論文
[1]中國(guó)古建筑木結(jié)構(gòu)加固及其性能研究[D]. 張風(fēng)亮.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]碳纖維布加固木梁的受力性能研究[D]. 張莉.南京林業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]國(guó)產(chǎn)玄武巖纖維加固古建木結(jié)構(gòu)矩形截面梁的靜載試驗(yàn)研究[D]. 王婧.蘭州理工大學(xué) 2014
[2]CFRP加固木梁承載性能的理論與試驗(yàn)研究[D]. 劉俊杰.西安建筑科技大學(xué) 2011
[3]CFRP加固歷史建筑木梁的試驗(yàn)研究[D]. 沈旸.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
[4]CFRP材料加固木梁性能研究[D]. 姬卓.上海交通大學(xué) 2009
[5]碳纖維布加固古建筑木梁的性能研究[D]. 吳照華.西安建筑科技大學(xué) 2007
[6]碳纖維布加固木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能研究[D]. 周鐘宏.南京工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3389210
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