GFRP筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

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作者 孙丽 郑赫展 +2 位作者 王超 沙鑫 杨泽宇 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期656-666,共11页

为解决因钢筋锈蚀导致的结构性能退化问题,可将耐腐蚀的GFRP筋替代钢筋应用于滨海与海岛工程中。梁柱节点作为框架结构的关键部位,其抗震性能直接决定了框架结构整体的抗震表现,因此有必要对GFRP筋混凝土梁柱节点在不同配筋率下的抗震... 为解决因钢筋锈蚀导致的结构性能退化问题,可将耐腐蚀的GFRP筋替代钢筋应用于滨海与海岛工程中。梁柱节点作为框架结构的关键部位,其抗震性能直接决定了框架结构整体的抗震表现,因此有必要对GFRP筋混凝土梁柱节点在不同配筋率下的抗震性能展开研究。笔者对4个梁柱节点进行了拟静力试验,其中包括梁内纵筋配筋率分别为0.86%、1.17%和1.52%的GFRP筋混凝土梁柱节点和配筋率为0.86%的钢筋混凝土梁柱节点,比较了GFRP筋混凝土梁柱节点与钢筋混凝土梁柱节点的变形和破坏过程,分析了配筋率和配筋种类对梁柱节点承载力、耗能能力、刚度和残余变形的影响规律。研究表明,随着配筋率的提高,GFRP筋混凝土梁柱节点的承载能力、耗能能力和残余变形逐渐提升,刚度退化速率逐渐降低;GFRP筋混凝土梁柱节点在承载力增长速率与耗能能力等方面弱于钢筋混凝土梁柱节点,但仍能满足抗震需求。GFRP筋可以有效替代钢筋应用于海洋工程中,提高配筋率可以提升GFRP筋混凝土梁柱节点的抗震性能。 展开更多

关键词 gfrp筋混凝土 梁柱节点 拟静力试验 配筋率 抗震性能

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螺栓和胶栓混合连接的GFRP梁柱新型端板节点的抗震性能分析

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作者 肖潇 马超 张铁山 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期108-116,共9页

本文基于ABAQUS有限元仿真软件,研究螺栓连接和胶栓混接两种不同连接方式的GFRP梁柱新型端板节点在低周循环荷载下的抗震性能。探究不同螺栓预紧力和胶接长度对节点的抗震性能影响,设计了八个试件,从滞回曲线、骨架曲线、耗能能力以及... 本文基于ABAQUS有限元仿真软件,研究螺栓连接和胶栓混接两种不同连接方式的GFRP梁柱新型端板节点在低周循环荷载下的抗震性能。探究不同螺栓预紧力和胶接长度对节点的抗震性能影响,设计了八个试件,从滞回曲线、骨架曲线、耗能能力以及刚度退化四个方面进行有限元分析。结果表明:新型端板节点的滞回曲线更饱满,所包围的面积更大。随着螺栓预紧力的增大,节点的承载能力、刚度和耗能均有提高;胶栓混合连接节点的刚度比螺栓连接节点的刚度也有较大的提高。 展开更多

关键词 胶栓混合连接 gfrp梁柱 新型端板节点 抗震性能 有限元分析

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基于角钢连接的GFRP梁柱T形节点性能研究

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作者 顾靖 宗钟凌 +2 位作者 谢青海 李珂珂 李猛 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第7期53-61,92,共10页

采用设置上下角钢的连接形式,设计了不同类型的GFRP梁柱T形节点,通过对八个节点构件进行单调加载试验,并结合有限元分析,研究了角钢类型、螺栓排距、螺栓端距以及螺栓排数对GFRP梁柱T形节点承载力及变形性能的影响。研究结果表明:与未... 采用设置上下角钢的连接形式,设计了不同类型的GFRP梁柱T形节点,通过对八个节点构件进行单调加载试验,并结合有限元分析,研究了角钢类型、螺栓排距、螺栓端距以及螺栓排数对GFRP梁柱T形节点承载力及变形性能的影响。研究结果表明:与未设置加劲肋相比,增加加劲肋可显著减小角钢转角处的变形,设置三角形加劲肋提高了GFRP梁柱T形节点的承载能力和转动刚度;节点的极限承载力随螺栓排距的增大而提高,随螺栓端距的增大而降低,随螺栓排数的增加先提高后降低;转动刚度则随排距和端距的增加呈现先增大后降低的趋势。在本文分析的参数范围内,GFRP梁柱T形节点采用设置两排螺栓的角钢连接可获得较优的力学性能,同时排距为45~50 mm,端距为55 mm较为合理。 展开更多

关键词 gfrp梁柱T形节点 角钢连接 承载能力 转动刚度 力学性能

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GFRP型材修复四肢角钢格构柱试验研究 被引量：3

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作者 詹瑒 吴刚 卞大祝 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期89-97,共9页

通过分别采用GFRP型材和角钢对足尺四肢角钢格构柱进行修复的对比试验,考察了格构柱修复前后承载力、刚度和破坏形态的变化,分析了结构中相关杆件修复前后应变的变化情况、GFRP型材在结构中的力学行为以及螺栓节点滑移对结构刚度的影响... 通过分别采用GFRP型材和角钢对足尺四肢角钢格构柱进行修复的对比试验,考察了格构柱修复前后承载力、刚度和破坏形态的变化,分析了结构中相关杆件修复前后应变的变化情况、GFRP型材在结构中的力学行为以及螺栓节点滑移对结构刚度的影响,研究了GFRP型材修复格构柱的效果。研究表明:螺栓节点滑移对结构刚度影响较大;GFRP型材修复后格构柱的承载力和刚度与角钢修复后的格构柱相比有小幅提高,且两者的破坏模式相同。证明了GFRP型材修复格构式结构的有效性,为FRP型材修复格构式结构应用于工程实践提供了有意义的参考。 展开更多

关键词 格构柱 gfrp型材 修复 破坏模式 承载力 节点滑移

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压缩载荷作用下的钢/复合材料L型混合结构的失效模式转换

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作者 康振航 俞同强 刘昆 《船舶力学》 北大核心 2025年第9期1464-1474,共11页

在船舶结构中,钢–玻璃纤维增强树脂复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)L型接头和类似部件较为常见。本文设计了带有±45°凹槽结构的钢/GFRP L型接头,通过钢/GFRP L型接头的压缩实验,研究了胶接长度等参数对L型接... 在船舶结构中,钢–玻璃纤维增强树脂复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)L型接头和类似部件较为常见。本文设计了带有±45°凹槽结构的钢/GFRP L型接头,通过钢/GFRP L型接头的压缩实验,研究了胶接长度等参数对L型接头性能的影响。在钢/GFRP L型接头的数值分析中,考虑±45°凹槽结构胶接界面结构的复杂性和多界面、多尺度的问题,采用刚度等效法,将凹槽结构等效为零厚度的内聚力单元层。通过压缩实验与仿真对比,详细分析了L型接头的失效模式与压缩载荷、压缩位移的关系,并得出当胶接长度为100 mm时,钢/GFRP L型接头具有更好的抗压性能。 展开更多

关键词 钢/gfrp混合结构 凹槽形貌 界面增强 等效模型 L型接头

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拉伸载荷作用下玻璃纤维复合材料-铝合金双钉混合连接接头失效行为数值研究

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作者 杨晓 贺娜 +4 位作者 肖鹏 朱强 蔡伟 胡海晓 曹东风 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第5期22-30,共9页

复合材料与金属材料连接设计问题是飞机结构设计中最为关键的问题,深入研究复合材料-金属机械连接结构力学性能与失效模式,对提高飞机复合材料-金属混合结构安全性和可靠性具有重要意义。因此,本文基于有限元方法建立了拉伸载荷下正交编... 复合材料与金属材料连接设计问题是飞机结构设计中最为关键的问题,深入研究复合材料-金属机械连接结构力学性能与失效模式,对提高飞机复合材料-金属混合结构安全性和可靠性具有重要意义。因此,本文基于有限元方法建立了拉伸载荷下正交编织GFRP层合板和铝合金板双钉混合连接接头失效数值分析模型,并进行了相应的有限元数值仿真模拟和模型试验,数值与试验结果对比表明数值模型具有较高的准确性。在此基础上,结合试验和数值结果,探究了拉伸载荷作用下纯螺栓连接接头和胶螺混合连接接头失效模式和承载能力的差异。研究发现,胶螺混合连接接头中的胶层可以降低螺栓孔附近的应力集中,提高整体连接结构的刚度,且胶螺混合连接接头的承载力相较于纯螺栓连接接头的承载力提高了27.8%。该研究结果可为复合材料-金属连接结构设计提供参考。 展开更多

关键词 gfrp 铝合金 接头 有限元仿真 失效模式 承载能力

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GFRP/铝合金和铝合金/铝合金粘接接头失效对比研究 被引量：2

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作者 秦国锋 那景新 +2 位作者 慕文龙 谭伟 刘浩垒 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期599-606,共8页

为揭示玻璃纤维增强复合材料(GFRP)/铝合金和铝合金/铝合金粘接接头在不同温度和受力形式下的失效规律,加工了处于拉应力、剪应力和拉剪组合应力状态的粘接接头,分别在-40℃(低温)、25℃(常温)和80℃(高温)下进行了测试,结合胶粘剂的玻... 为揭示玻璃纤维增强复合材料(GFRP)/铝合金和铝合金/铝合金粘接接头在不同温度和受力形式下的失效规律,加工了处于拉应力、剪应力和拉剪组合应力状态的粘接接头,分别在-40℃(低温)、25℃(常温)和80℃(高温)下进行了测试,结合胶粘剂的玻璃化转变温度(T_g),分析温度和应力状态对接头的失效强度、失效模式和失效准则的影响。结果表明:温度对GFRP/铝合金接头失效强度的影响与应力状态有关,但影响程度低于铝合金/铝合金接头;铝合金/铝合金接头大都是胶层内聚失效,但是GFRP/铝合金接头随着温度的降低和拉应力比例的升高,更容易发生纤维撕裂或分层失效,因而降低失效准则的拟合优度。因此在复合材料粘接结构设计中应尽量降低拉应力的比例,以减小纤维撕裂的倾向,同时在失效预测时须考虑纤维撕裂的影响。 展开更多

关键词 汽车 玻璃纤维复合材料 铝合金 粘接接头 温度 应力状态 失效

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GFRP板-木螺栓连接节点群组效应的受拉试验研究 被引量：2

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作者 吴超 张梓箫 +1 位作者 许宁 谭力豪 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期38-48,共11页

木结构中多采用钢板-木螺栓连接节点,由于木材本身含水率及环境影响,会导致钢板发生腐蚀,从而给结构带来耐久性问题。文章提出采用拉挤成型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)板替代钢板作为木结构的连接板,以提高结构耐久性,并且研究了GFRP板... 木结构中多采用钢板-木螺栓连接节点,由于木材本身含水率及环境影响,会导致钢板发生腐蚀,从而给结构带来耐久性问题。文章提出采用拉挤成型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)板替代钢板作为木结构的连接板,以提高结构耐久性,并且研究了GFRP板-木螺栓连接节点的群组效应。文章通过GFRP板-木螺栓连接节点拉伸试验,研究螺栓直径、螺栓间距、螺栓个数、螺栓列数等关键参数对螺栓连接群组效应的影响,分析节点失效模式和荷载-位移曲线。研究结果表明,GFRP板-木螺栓连接节点的抗拉承载力与螺栓直径和螺栓数量正相关,与螺栓间距无关。最后文章根据试验结果提出GFRP板-木螺栓连接节点考虑群组效应的抗拉承载力计算公式。 展开更多

关键词 群组效应 螺栓节点 玻璃纤维增强复合材料 木材 力学性能 承载能力

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声发射技术在GFRP胶栓混接节点试验中的应用研究

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作者 李思达 王进潇 程斌 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第9期69-75,共7页

为研究声发射技术在GFRP胶栓混接节点试验测试中的适用性,开展了拉伸和剪切两种工况下的单搭接板节点静力破坏试验,并对声发射特征参数进行了分析。研究表明:声发射特征能很好地反映GFRP胶栓混接节点的破坏规律,识别出节点的破坏过程分... 为研究声发射技术在GFRP胶栓混接节点试验测试中的适用性,开展了拉伸和剪切两种工况下的单搭接板节点静力破坏试验,并对声发射特征参数进行了分析。研究表明:声发射特征能很好地反映GFRP胶栓混接节点的破坏规律,识别出节点的破坏过程分为胶层损伤平稳发展、胶层损伤快速发展、FRP损伤平稳发展、FRP损伤快速发展四个阶段,且声发射结果与荷载-位移曲线的变化规律相吻合,但难以实现对GFRP板件内部破坏区域的定位。成果可为声发射技术在类似结构试验中的应用提供参考。 展开更多

关键词 声发射技术 gfrp胶栓混接节点 静力试验

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玻璃纤维增强复合材料筋材连接试验研究 被引量：11

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作者 周继凯 杜钦庆 +1 位作者 吕娇云 陈诗学 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期24-27,共4页

本文通过实验研究了由两种不同的粘结材料对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋材的连接特性。研究表明采用环氧类树脂粘结剂进行钢套管和GFRP筋的连接,技术可行;环氧类树脂粘结剂的粘结滑移关系曲线上升段具有双折线特性。依据粘结滑移关系... 本文通过实验研究了由两种不同的粘结材料对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋材的连接特性。研究表明采用环氧类树脂粘结剂进行钢套管和GFRP筋的连接,技术可行;环氧类树脂粘结剂的粘结滑移关系曲线上升段具有双折线特性。依据粘结滑移关系曲线,建议粘结强度设计值以屈服强度或控制变形量为确定标准,本试验建议取粘结极限强度的50%。提出了选择粘结剂的指标和温度影响、各种环境介质对其粘结性能劣化的影响试验要求。 展开更多

关键词 gfrp筋 连接试验 粘结剂 粘结强度 粘结滑移曲线

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玻璃纤维增强树脂基复合材料碾铆-粘接接头老化和腐蚀性能研究 被引量：2

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作者 黄志超 何俊华 冯佳 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第11期50-55,共6页

主要对玻璃纤维增强树脂基复合材料碾铆-粘接接头进行了老化和腐蚀试验,通过静拉伸测试,分析了温度和腐蚀介质对混合连接接头力学性能的影响。结果表明:同温下,粘接层失效时的峰值载荷会随保温时间的增加而减小;同保温时间下,粘接层失... 主要对玻璃纤维增强树脂基复合材料碾铆-粘接接头进行了老化和腐蚀试验,通过静拉伸测试,分析了温度和腐蚀介质对混合连接接头力学性能的影响。结果表明:同温下,粘接层失效时的峰值载荷会随保温时间的增加而减小;同保温时间下,粘接层失效时的峰值载荷会随温度的增加而减小;在5%NaCl溶液中腐蚀时,连接件的抗拉伸性能受腐蚀时间延长的影响比较小;而在5%NaOH溶液和5%HNO_3溶液中腐蚀时,连接件的抗拉伸性能受到的影响比较大,样件的峰值载荷下降比较明显。试样的失效主要分为胶层失效和铆钉拉脱失效两个阶段。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强树脂基复合材料 老化 腐蚀 混合连接 抗拉伸性能

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玻璃纤维增强复合材料加固原竹螺栓组合节点的抗剪性能 被引量：1

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作者 许溍 李权峰 +2 位作者 杨适菡 吕淑敏 冀晓东 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期64-75,共12页

在竹建筑结构中,最常见的螺栓连接节点经常出现顺纹劈裂。通过试验研究了包裹玻璃纤维复合布材(glass fibre reinforced plastics,GFRP)后对于不同螺栓组合节点抗剪承载力的提升效果及加固后抗剪承载力的影响因素,以期为今后工程中竹结... 在竹建筑结构中,最常见的螺栓连接节点经常出现顺纹劈裂。通过试验研究了包裹玻璃纤维复合布材(glass fibre reinforced plastics,GFRP)后对于不同螺栓组合节点抗剪承载力的提升效果及加固后抗剪承载力的影响因素,以期为今后工程中竹结构螺栓组合节点的设计与应用提供参考。选取无裂缝无竹节的竹筒,制备单螺栓连接、双螺栓平行连接下的原竹螺栓组合节点试件,不加固组无处理,加固组采用GFRP包裹增强,用单轴压缩试验方法加载。比较加固前后组合节点和GFRP增强节点之间的等效抗剪强度和破坏模式,得出竹筒直径、螺栓直径、螺栓端距和根数对于GFRP增强效果和极限承载能力的影响。GFRP的包裹约束使得节点避免脆性开裂,屈服应力和等效抗剪强度分别提升5.84%~28.46%和7.59%~29.77%。GFRP加固对组合节点的等效抗剪强度提升效果与螺栓直径、竹筒外径、螺栓端距正相关,与螺栓根数没有显著关系。螺栓直径和竹筒外径是影响等效抗剪强度的主要因素。GFRP包裹增强的组合节点等效抗剪强度按照Johansen螺栓屈服模型拟合计算得到的误差平均绝对值为6.4%,在工程中可以用于简化计算。GFRP包裹能有效提升原竹螺栓组合节点的等效抗剪强度,使节点破坏模式由脆性开裂破坏变为延性受压破坏。螺径、螺栓根数、竹筒外径的增大能提升GFRP加固节点承载力和GFRP的承载力增强效果,螺栓端距增大对承载力无显著影响。GFRP加固节点的承载力可以通过螺栓屈服计算模型拟合而较为准确地预测。 展开更多

关键词 原竹 玻璃纤维复合布材 组合节点 螺栓连接 抗剪承载力 FRP增强

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