【硕士】GFRP网格布增强砖砌体力学性能试验及有限元分析

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内容简介

　　【硕士】GFRP网格布增强砖砌体力学性能试验及有限元分析　　授予学位：硕士　　学位授予单位: 长沙理工大学　　学位年度：2012　　 玻璃纤维增强塑料／聚合物(GFRP)是一种目前已得到广泛应用的高性能复合材料。通过将GFRP网格布铺设于砂浆层中以及粘贴于结构构件内或外表面的方法，与其他加固补强法相比后，可知其具有高效高强、耐久性能好及适用面广等诸多优点。同时，GFRP网格布相对钢筋等其他许多增强材料而言，不仅便宜、质轻而且方便施工、裁剪和存放，也顺应于当前倡导节能的主题。　　 近几年，由于玻璃纤维的大量生产运用，国、内外许多土木行业的专家教授也开始着眼于将玻璃纤维向FRP网格布一样，应用于建筑结构加固项目中。在继加固混凝土构件研究之后，使用GFRP片材加固砌体墙、柱等的试验研究和理论推导也随之蕴育而生。为使GFRP片材增强技术在砌体结构领域得到进一步的推广应用，本论文进行了部分相关试验和理论研究。　　论文首先综述了国内、外各种砌体结构的加固及增强方法，以及FRP片材(包括GFRP片材)的性能特点和实际应用，进而提出采用单调加载的方式分别进行砌体砖柱抗压试验和砌体通缝抗剪试验。从开裂荷载、极限承载力和位移值三个方面，对比未增强砌体砖柱，以及在水平砂浆灰缝内铺设钢筋网增强试件与GFRP网格布增强砌体砖柱试件。同时，使用黏贴GFRP网格布的不同方式，进行砌体通缝抗剪试验，比较增强效果和破坏现象。通过有限元分析软件ANSYS建立分离式模型，进行相应数值模拟。采用适当的计算假定，在未考虑接触问题的前提下，建立了比较贴近试验有限元分离式模型。并通过改变实常数等方式输入比较符合实际的材料特性，使用适宜的破坏准则，对砌体的受力性能进行非线性有限元计算。　　 研究结果表明与普通抗压砖柱相比，经过GFRP增强的试件在承载力及延缓裂缝的开展方面效果明显：与网状配筋砌体相比，往水平砂浆灰缝内铺设一层GFRP网格布后，在一定范围内可提高砖柱抗压承载力、延缓裂缝开展的同时，性价比和方便裁剪、存放的优势突出。同时，与另外两种增强方式相比，使用抗剪试件通缝垂直的侧面黏贴GFRP网格布的方式，可有效提高试件整体抗剪强度，延缓裂缝产生，防止突然破坏。　　

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