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FRP复合材料增强胶合木梁应用分析
2010-7-29 来源:复材在线
关键词:玻璃纤维增强聚合物 胶合木梁 美国
    玻璃纤维增强聚合物(FRP)可用于增强胶合木梁抗拉侧,以增强胶合木梁的强度、硬度和延展性。FRP胶合木梁是短跨梁桥梁(< 60英尺)价格低廉的替代产品。仅使用3% E-glass FRP配筋率(GFRP),胶合木梁的弯曲强度可提高100%。

    因此,GFRP增强法可节省木材用量,在一定条件下,可节省原材料成本。目前阻碍这一技术发展因素有:1. 缺乏GFRP增强法胶合层木大梁在桥梁应用中的强度和耐用性已公布数据;2. 缺少美国国家公路与运输协会标准(AASHTO)对增强型胶合层木的技术规范。

    根据美国联邦公路局于1999年12月实施的5年合同,缅因大学为增强胶合层木制定了指导规范,供AASHTO参考。该规范包括两部分内容:1. 设计;2. 材料规范。材料规范主要以性能为依据,将广泛应用于木材种类、等级以及FRP类型产品中。本文主要介绍了项目结果。

    先进木质复合材料(AWC)是一种新型材料,是木材和纤维增强聚合物的结合物。这些材料既具有木材高效/成本和强度/重量比特性,又具有FRP高强度、高硬度以及通用优良特性。FRP是一种通用型材料,包含:1. 合成纤维包括玻璃纤维、碳纤维、石墨和芳纶组成的连续粗砂、短切原丝、短切毡、方格布或纺织品;2. 热固性或热塑性聚合物基,用途是将纤维连接在一起,将负荷传输至纤维,使产品免受环境的损坏。

   两种兼容性和互补性材料结合在一起可极大提高建筑物功效。19世纪中期,钢筋混凝土极大地改变了全球的建筑物和桥梁结构。钢筋混凝土使用比较普及的关键因素是抗压强度高,混凝土成本较低,钢铁具有较高的强度从而弥补了混凝土低强度的弱点,混凝土和钢铁胶粘强度,钢铁和混凝土热膨胀系数具有兼容性。

    重要意义  

    FRP胶合层木对未来木桥建筑物发挥了巨大作用。将FRP和木材结合在一起,对工程、经济以及环境而言,均具有非常重要的意义:1. 提高强度和硬度;2. 提高延展性,提供了一种更安全性的失效机理;3. 减少了机械性能变异性,具有更高的设计价值;4. 建筑中可使用低级别的木材;5. 提高结构强度,降低结构部件尺寸和重量要求。如,厚度减少有利于符合桥梁液压的要求;6. 通过减少蠕变变形,可提高耐用性;7. 在一定条件下,可减少成本;8. 减少供需紧张的压力。

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