溫度與加載速度對(duì)FRP與鋼板界面力學(xué)性能的影響.pdf

1、近年來(lái)FRP加固鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件引起了人們很大的興趣，要使這種加固方法能夠廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中，必須確保FRP與鋼板有足夠良好的黏結(jié)性能。另外，實(shí)際工程結(jié)構(gòu)可能會(huì)受到爆炸、地震、撞擊等動(dòng)態(tài)荷載作用。此外，由于工程所處的自然環(huán)境各不相同，經(jīng)常遭受高溫和低溫的影響。這些因素單獨(dú)或者耦合作用都會(huì)導(dǎo)致FRP與鋼材的界面黏結(jié)性能有所改變。因此，本文采用FRP/鋼板單搭接接頭重點(diǎn)研究其在不同動(dòng)態(tài)荷載和不同溫度下的黏結(jié)力學(xué)性能。具體內(nèi)容如下:
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2、1)本文利用美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的MTS液壓伺服高速機(jī)對(duì)不同加載速度(0.625，1.25，2.5，5.0m/s)下三種FRP/鋼板單搭接接頭的力學(xué)性能（黏結(jié)應(yīng)力-位移曲線、黏結(jié)強(qiáng)度、界面斷裂能、剪切剛度）進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著加載速度的增大，BFRP/鋼板單搭接接頭的黏結(jié)強(qiáng)度和剪切剛度都隨之增加。而CFRP/鋼板單搭接接頭和GFRP/鋼板單搭接接頭的力學(xué)性能并沒有呈現(xiàn)加載速度效應(yīng)，普遍情況是:在加載速度為1.25m/s時(shí)，

3、試件的黏結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最大值，超過或者低于1.25m/s時(shí)，平均黏結(jié)強(qiáng)度都隨之減小。試驗(yàn)后還觀察了試件的破壞模式，從整體上看，多數(shù)試件主要呈現(xiàn)了膠層/鋼板界面破壞和混合破壞，這說(shuō)明不同加載速度對(duì)試件的破壞模式并沒有顯著的影響。
　　(2)本文對(duì)不同溫度(-25，0，50，100℃)下的三種FRP/鋼板單搭接接頭的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明試件的力學(xué)性能呈現(xiàn)了顯著的溫度效應(yīng):當(dāng)溫度從-25升到50℃時(shí)，BFRP/鋼板單搭接接頭和GFR

4、P/鋼板單搭接接頭的黏結(jié)強(qiáng)度隨之增大;而從50升至100℃，其黏結(jié)強(qiáng)度都隨之減小。而對(duì)于CFRP/鋼板單搭接接頭，其黏結(jié)強(qiáng)度在-25～0℃范圍內(nèi)升高，然后下降到25℃，不過，溫度升高到50℃時(shí)，黏結(jié)強(qiáng)度又繼續(xù)上升，最后的高溫100℃使黏結(jié)強(qiáng)度再次下降。此外，溫度對(duì)試樣的破壞模式有影響:在低溫（-25和0℃）下，主要是膠層/鋼板界面破壞，在50℃時(shí)，主要呈現(xiàn)混合破壞模式，而在高溫(100℃)時(shí)，其破壞模式轉(zhuǎn)變?yōu)槟z層/FRP界面破壞。