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FRP復(fù)合材料增強膠合木梁應(yīng)用分析
2010-7-29 來源:復(fù)材在線
關(guān)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(cè),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(chǎn)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(jié)省木材用量,在一定條件下,可節(jié)省原材料成本。目前阻礙這一技術(shù)發(fā)展因素有:1. 缺乏GFRP增強法膠合層木大梁在橋梁應(yīng)用中的強度和耐用性已公布數(shù)據(jù);2. 缺少美國國家公路與運輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(AASHTO)對增強型膠合層木的技術(shù)規(guī)范。

    根據(jù)美國聯(lián)邦公路局于1999年12月實施的5年合同,緬因大學(xué)為增強膠合層木制定了指導(dǎo)規(guī)范,供AASHTO參考。該規(guī)范包括兩部分內(nèi)容:1. 設(shè)計;2. 材料規(guī)范。材料規(guī)范主要以性能為依據(jù),將廣泛應(yīng)用于木材種類、等級以及FRP類型產(chǎn)品中。本文主要介紹了項目結(jié)果。

    先進木質(zhì)復(fù)合材料(AWC)是一種新型材料,是木材和纖維增強聚合物的結(jié)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(yōu)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(xù)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(fù)荷傳輸至纖維,使產(chǎn)品免受環(huán)境的損壞。

   兩種兼容性和互補性材料結(jié)合在一起可極大提高建筑物功效。19世紀(jì)中期,鋼筋混凝土極大地改變了全球的建筑物和橋梁結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土使用比較普及的關(guān)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(shù)具有兼容性。

    重要意義  

    FRP膠合層木對未來木橋建筑物發(fā)揮了巨大作用。將FRP和木材結(jié)合在一起,對工程、經(jīng)濟以及環(huán)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(shè)計價值;4. 建筑中可使用低級別的木材;5. 提高結(jié)構(gòu)強度,降低結(jié)構(gòu)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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