基于螺栓連接的GFRP-混凝土組合梁抗彎性能研究
發(fā)布時間:2022-07-11 11:47
近年來,FRP材料有著輕質(zhì)高強(qiáng)、比強(qiáng)度高、比模量大、抗腐蝕性高等特點,在土木工程的領(lǐng)域內(nèi),FRP材料和組合結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了一個重要的發(fā)展方向。作為橋梁的主要構(gòu)件之一的GFRP-混凝土組合梁,其上部混凝土和GFRP型材上翼緣之間的連接方式尤為關(guān)鍵,且GFRP型材與混凝土之間會因為材料變形的不協(xié)調(diào)產(chǎn)生滑移,進(jìn)而對組合梁的抗彎性能有所影響。本文選取螺栓作為組合梁界面處的連接方式,通過ABAQUS有限元模擬和試驗來探索基于螺栓連接的GFRP-混凝土組合梁的抗彎性能。完成的主要研究如下:(1)將螺栓直徑、螺栓間距和混凝土強(qiáng)度作為三個主要影響因素,設(shè)計12根GFRP-混凝土組合梁,利用ABAQUS有限元軟件對這12根組合梁的跨中撓度和梁端滑移進(jìn)行計算分析,結(jié)果表明:螺栓直徑對組合梁的抗彎性能影響沒有明顯規(guī)律,螺栓間距和混凝土強(qiáng)度對組合梁的抗彎性能影響規(guī)律顯著。組合梁的荷載-撓度曲線和荷載-滑移曲線呈明顯的線性關(guān)系。(2)在ABAQUS有限元模擬的基礎(chǔ)上,針對螺栓間距選取3根GFRP-混凝土組合梁進(jìn)行梁式試驗,試驗結(jié)果表明:試驗所得到的荷載-撓度曲線、荷載-滑移曲線與ABAQUS有限元模擬所得到的曲線...
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 FRP-混凝土組合梁國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 FRP-混凝土組合梁國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 FRP-混凝土組合梁國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 FRP-混凝土組合梁在應(yīng)用中的問題
1.4 本文研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
第2章 GFRP-混凝土組合梁有限元分析
2.1 有限元分析概述
2.2 本構(gòu)模型和破壞準(zhǔn)則
2.2.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系
2.2.2 GFRP本構(gòu)模型
2.2.3 螺栓本構(gòu)模型
2.3 有限元模型驗證
2.3.1 試驗概況
2.3.2 模型驗證
2.4 組合梁模型方案
2.5 組合梁模型的建立
2.6 GFRP-混凝土組合梁抗彎性能影響因素分析
2.6.1 螺栓直徑影響
2.6.2 螺栓間距影響
2.6.3 混凝土強(qiáng)度影響
2.7 本章小結(jié)
第3章 GFRP-混凝土組合梁試驗分析
3.1 組合梁的設(shè)計與制作
3.1.1 組合梁的設(shè)計
3.1.2 組合梁制作過程
3.2 材料性能試驗
3.2.1 GFRP型材拉伸性能試驗
3.2.2 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗
3.3 組合梁的加載和測點布置
3.3.1 試驗裝置和加載方案
3.3.2 測點布置方案
3.4 試驗過程及現(xiàn)象
3.5 組合梁試驗結(jié)果分析
3.5.1 組合梁頂面應(yīng)變分析
3.5.2 組合梁跨中應(yīng)變分析
3.5.3 跨中撓度分析
3.5.4 滑移分析
3.6 與有限元模擬結(jié)果對比
3.7 本章小結(jié)
第4章 GFRP-混凝土組合梁受力分析
4.1 GFRP-混凝土組合梁撓度計算
4.1.1 彎曲變形撓度計算
4.1.2 界面滑移撓度計算
4.1.3 滑移變形系數(shù)
4.2 GFRP-組合梁抗彎承載力計算
4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 本文結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混凝土塑性損傷模型參數(shù)在預(yù)制樁中的研究及應(yīng)用[J]. 趙偉華. 混凝土與水泥制品. 2018(12)
[2]海洋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 侯磊,李偉華,鄭海兵,季濤,田惠文. 材料保護(hù). 2017(03)
[3]海洋腐蝕防護(hù)的現(xiàn)狀與未來[J]. 侯保榮,張盾,王鵬. 中國科學(xué)院院刊. 2016(12)
[4]FRP型材-混凝土組合梁橋界面抗剪計算模型與試驗[J]. 王景全,李嵩林,呂志濤. 橋梁建設(shè). 2014(01)
[5]FRP混凝土組合梁抗剪連接件試驗研究[J]. 薛偉辰,張賽,葛暢. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2014(01)
[6]ABAQUS中混凝土本構(gòu)模型用于模擬結(jié)構(gòu)靜力行為的比較研究[J]. 聶建國,王宇航. 工程力學(xué). 2013(04)
[7]對ABAQUS中混凝土彌散開裂模型的靜力特性分析[J]. 陳力,方秦,還毅,張亞棟. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(05)
[8]沿;炷聊途眯匝芯烤C述[J]. 鐘亞偉,李固華. 四川建筑科學(xué)研究. 2007(01)
[9]鋼筋混凝土橋梁腐蝕機(jī)理與防護(hù)[J]. 葛海艷,呂平. 工程建設(shè). 2006(06)
[10]中國熱軋帶肋鋼筋的發(fā)展和現(xiàn)狀[J]. 王厚昕,李正邦. 中國冶金. 2006(06)
碩士論文
[1]FRP型材—超高性能混凝土組合梁抗剪性能試驗研究[D]. 李耀宗.鄭州大學(xué) 2019
[2]FRP型材—混凝土組合梁的抗剪性能試驗及理論研究[D]. 楊森.鄭州大學(xué) 2018
[3]GFRP-混凝土組合梁彎曲性能及損傷預(yù)警研究[D]. 胡春陽.北京交通大學(xué) 2017
[4]GFRP-混凝土組合梁考慮界面滑移的力學(xué)性能研究[D]. 金慧穎.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[5]FRP型材節(jié)點連接長期性能及桁架結(jié)構(gòu)分析[D]. 沈海彬.東南大學(xué) 2016
[6]基于混凝土塑性損傷理論的FRP抗剪加固RC梁有限元分析[D]. 徐文冰.深圳大學(xué) 2015
本文編號:3658106
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 FRP-混凝土組合梁國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 FRP-混凝土組合梁國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 FRP-混凝土組合梁國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 FRP-混凝土組合梁在應(yīng)用中的問題
1.4 本文研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
第2章 GFRP-混凝土組合梁有限元分析
2.1 有限元分析概述
2.2 本構(gòu)模型和破壞準(zhǔn)則
2.2.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系
2.2.2 GFRP本構(gòu)模型
2.2.3 螺栓本構(gòu)模型
2.3 有限元模型驗證
2.3.1 試驗概況
2.3.2 模型驗證
2.4 組合梁模型方案
2.5 組合梁模型的建立
2.6 GFRP-混凝土組合梁抗彎性能影響因素分析
2.6.1 螺栓直徑影響
2.6.2 螺栓間距影響
2.6.3 混凝土強(qiáng)度影響
2.7 本章小結(jié)
第3章 GFRP-混凝土組合梁試驗分析
3.1 組合梁的設(shè)計與制作
3.1.1 組合梁的設(shè)計
3.1.2 組合梁制作過程
3.2 材料性能試驗
3.2.1 GFRP型材拉伸性能試驗
3.2.2 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗
3.3 組合梁的加載和測點布置
3.3.1 試驗裝置和加載方案
3.3.2 測點布置方案
3.4 試驗過程及現(xiàn)象
3.5 組合梁試驗結(jié)果分析
3.5.1 組合梁頂面應(yīng)變分析
3.5.2 組合梁跨中應(yīng)變分析
3.5.3 跨中撓度分析
3.5.4 滑移分析
3.6 與有限元模擬結(jié)果對比
3.7 本章小結(jié)
第4章 GFRP-混凝土組合梁受力分析
4.1 GFRP-混凝土組合梁撓度計算
4.1.1 彎曲變形撓度計算
4.1.2 界面滑移撓度計算
4.1.3 滑移變形系數(shù)
4.2 GFRP-組合梁抗彎承載力計算
4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 本文結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混凝土塑性損傷模型參數(shù)在預(yù)制樁中的研究及應(yīng)用[J]. 趙偉華. 混凝土與水泥制品. 2018(12)
[2]海洋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 侯磊,李偉華,鄭海兵,季濤,田惠文. 材料保護(hù). 2017(03)
[3]海洋腐蝕防護(hù)的現(xiàn)狀與未來[J]. 侯保榮,張盾,王鵬. 中國科學(xué)院院刊. 2016(12)
[4]FRP型材-混凝土組合梁橋界面抗剪計算模型與試驗[J]. 王景全,李嵩林,呂志濤. 橋梁建設(shè). 2014(01)
[5]FRP混凝土組合梁抗剪連接件試驗研究[J]. 薛偉辰,張賽,葛暢. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2014(01)
[6]ABAQUS中混凝土本構(gòu)模型用于模擬結(jié)構(gòu)靜力行為的比較研究[J]. 聶建國,王宇航. 工程力學(xué). 2013(04)
[7]對ABAQUS中混凝土彌散開裂模型的靜力特性分析[J]. 陳力,方秦,還毅,張亞棟. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(05)
[8]沿;炷聊途眯匝芯烤C述[J]. 鐘亞偉,李固華. 四川建筑科學(xué)研究. 2007(01)
[9]鋼筋混凝土橋梁腐蝕機(jī)理與防護(hù)[J]. 葛海艷,呂平. 工程建設(shè). 2006(06)
[10]中國熱軋帶肋鋼筋的發(fā)展和現(xiàn)狀[J]. 王厚昕,李正邦. 中國冶金. 2006(06)
碩士論文
[1]FRP型材—超高性能混凝土組合梁抗剪性能試驗研究[D]. 李耀宗.鄭州大學(xué) 2019
[2]FRP型材—混凝土組合梁的抗剪性能試驗及理論研究[D]. 楊森.鄭州大學(xué) 2018
[3]GFRP-混凝土組合梁彎曲性能及損傷預(yù)警研究[D]. 胡春陽.北京交通大學(xué) 2017
[4]GFRP-混凝土組合梁考慮界面滑移的力學(xué)性能研究[D]. 金慧穎.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[5]FRP型材節(jié)點連接長期性能及桁架結(jié)構(gòu)分析[D]. 沈海彬.東南大學(xué) 2016
[6]基于混凝土塑性損傷理論的FRP抗剪加固RC梁有限元分析[D]. 徐文冰.深圳大學(xué) 2015
本文編號:3658106
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