【摘 要】
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钢材一直是土木工程的主要材料之一,随着国家基础建设的发展,传统钢材在工程中面临着腐蚀和金属疲劳等问题,后期的维护更是花费了大量财力、人力。为了解决上述问题,迫切需要一种材料替代或部分替代钢材在工程中应用。纤维增强复合材料具有较高的比强度、比刚度、耐腐蚀、维护简单以及良好的可设计性,是理想的替代材料。本文对拉挤型GFRP方管的性能进行试验研究。以拉挤型GFRP方管为主要研究对象,依照相关规范对其进行
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钢材一直是土木工程的主要材料之一,随着国家基础建设的发展,传统钢材在工程中面临着腐蚀和金属疲劳等问题,后期的维护更是花费了大量财力、人力。为了解决上述问题,迫切需要一种材料替代或部分替代钢材在工程中应用。纤维增强复合材料具有较高的比强度、比刚度、耐腐蚀、维护简单以及良好的可设计性,是理想的替代材料。本文对拉挤型GFRP方管的性能进行试验研究。以拉挤型GFRP方管为主要研究对象,依照相关规范对其进行材料性能试验,在此基础上通过试验研究宽厚比对拉挤型GFRP方管轴压性能的影响,并进行了腐蚀环境下拉挤型GFRP方管的轴压极限荷载试验。对比分析各项试验数据、破坏形式和曲线变化,研究拉挤型GFRP方管的受力性能得出以下结论:1.通过材料性能试验,获取本次试验材料的基本力学性能参数,结果表明:拉挤型GFRP材料具有明显的各向异性,在不同纤维方向的力学性能具有显著的差异,纤维是主要受力单位,属于典型的脆性材料。2.通过对7种宽厚比共35个试件的轴压试验,得到试件的破坏形式、极限荷载、荷载-变形曲线以及应力-应变曲线。结果表明:拉挤型GFRP方管共有4种破坏形式;试件在破坏前试件应力-应变曲线基本遵循线弹性;宽厚比变化会对试件极限荷载和破坏形式产生影响。3.在耐腐性试验中,通过分析不同截面尺寸试件的表面特征、微观特征、腐蚀机理以及轴压性能试验,得出以下结论:碱性环境、氯盐环境下,随着时间的增加试件表面颜色、光泽、光洁度都会发生变化,并且有表面开裂、脱落的现象。两种环境都会导致拉挤型GFRP方管性能的下降、荷载降低。且随着时间的增加下降趋势越明显;对于同一种截面尺寸,碱性环境对GFRP性能影响最大;当壁厚为4mm时,在保证局部稳定的同时具有良好的耐腐蚀性。图44 表21 参28
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