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FRP復合材料增強膠合木梁應用分析
2010-7-29 來源:復材在線
關鍵詞:玻璃纖維增強聚合物 膠合木梁 美國
    玻璃纖維增強聚合物(FRP)可用于增強膠合木梁抗拉側,以增強膠合木梁的強度、硬度和延展性。FRP膠合木梁是短跨梁橋梁(< 60英尺)價格低廉的替代產品。僅使用3% E-glass FRP配筋率(GFRP),膠合木梁的彎曲強度可提高100%。

    因此,GFRP增強法可節省木材用量,在一定條件下,可節省原材料成本。目前阻礙這一技術發展因素有:1. 缺乏GFRP增強法膠合層木大梁在橋梁應用中的強度和耐用性已公布數據;2. 缺少美國國家公路與運輸協會標準(AASHTO)對增強型膠合層木的技術規范。

    根據美國聯邦公路局于1999年12月實施的5年合同,緬因大學為增強膠合層木制定了指導規范,供AASHTO參考。該規范包括兩部分內容:1. 設計;2. 材料規范。材料規范主要以性能為依據,將廣泛應用于木材種類、等級以及FRP類型產品中。本文主要介紹了項目結果。

    先進木質復合材料(AWC)是一種新型材料,是木材和纖維增強聚合物的結合物。這些材料既具有木材高效/成本和強度/重量比特性,又具有FRP高強度、高硬度以及通用優良特性。FRP是一種通用型材料,包含:1. 合成纖維包括玻璃纖維、碳纖維、石墨和芳綸組成的連續粗砂、短切原絲、短切氈、方格布或紡織品;2. 熱固性或熱塑性聚合物基,用途是將纖維連接在一起,將負荷傳輸至纖維,使產品免受環境的損壞。

   兩種兼容性和互補性材料結合在一起可極大提高建筑物功效。19世紀中期,鋼筋混凝土極大地改變了全球的建筑物和橋梁結構。鋼筋混凝土使用比較普及的關鍵因素是抗壓強度高,混凝土成本較低,鋼鐵具有較高的強度從而彌補了混凝土低強度的弱點,混凝土和鋼鐵膠粘強度,鋼鐵和混凝土熱膨脹系數具有兼容性。

    重要意義  

    FRP膠合層木對未來木橋建筑物發揮了巨大作用。將FRP和木材結合在一起,對工程、經濟以及環境而言,均具有非常重要的意義:1. 提高強度和硬度;2. 提高延展性,提供了一種更安全性的失效機理;3. 減少了機械性能變異性,具有更高的設計價值;4. 建筑中可使用低級別的木材;5. 提高結構強度,降低結構部件尺寸和重量要求。如,厚度減少有利于符合橋梁液壓的要求;6. 通過減少蠕變變形,可提高耐用性;7. 在一定條件下,可減少成本;8. 減少供需緊張的壓力。

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