对CFRP增强木材梁的弹性行为进行实验和数值评估
Milot Muhaxheri1, Enes Krasniqi1, Naser Kabashi1
1Faculty of Civil Engineering, University of Prishtina, 10000 Prishtine, Kosovo.
碳纤维增强聚合物 (CFRP) 板显著增强粘合板材 (glulam) 梁,增加负载能力高达48%. 这种增强提高了刚性,并改变了故障模式,提供了更可靠的结构解决方案.
科学领域:
- 结构工程 结构工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 木材工程是木材的工程.
背景情况:
- 粘合板材 (glulam) 是一种可持续的建筑材料,由于脆性拉力故障和自然缺陷,其曲性能受到限制.
- 探索外部结合增强以提高粘合梁的结构容量和可靠性.
研究的目的:
- 为了研究用外部结合的碳纤维增强聚合物 (CFRP) 板加强的粘合剂梁的柔性行为.
- 评估CFRP粘合长度对粘合梁承载能力,刚性和故障机制的影响.
- 开发和验证一种非线性有限元 (FE) 模型,用于模拟CFRP增强合梁的性能.
主要方法:
- 进行了四点曲实验计划,用于各种CFRP结合长度的粘合梁和未加强的控制梁.
- 使用 DIANA 软件 10.5 开发了一个非线性有限元素 (FE) 模型来模拟光束行为.
- 综合实验数据与数值模拟和分析预测.
主要成果:
- 碳复合纤维钢筋增强承载能力高达48%,增强了刚性.
- 故障模式从脆弱的张力侧破裂转向更有利的压缩控制机制.
- 该FE模型准确预测了实验负载偏移行为和故障趋势,最终负载预测偏差在±16%内.
结论:
- 强化CFRP有效地提高了粘合剂梁的曲性能.
- 碳复合材料板的粘合长度极大地影响了应力转移效率和故障模式转换.
- 综合实验和数值方法为设计用CFRP增强的合金梁提供了可靠的框架.
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