新型GFRP-混凝土组合人行天桥桥面板设计开发与受弯性能分析

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纤维增强复合材料(FRP)是近年来在土木工程应用中越来越广泛的一种新型材料,与传统的结构材料相比,FRP耐腐蚀、抗疲劳性能好;但价格昂贵、初期资金投入大、FRP构件易出现局部破坏。本研究将GFRP与混凝土形成组合结构,开发了一种轻质高强、施工阶段不需要支撑和模板的新型GFRP—混凝土组合人行天桥桥面板。论文探讨了GFRP受弯构件的设计计算理论与简化计算方法,将简化计算结果与有限元模拟分析结果对比,两者非常吻合,证实了简化计算方法的可行性。从专利CN103194970A中选取了三种具有代表性的GFRP板的截面形式,用ANSYS模拟分析这三种截面形式的组合桥面板在施工阶段的受弯性能。分析结果表明,GFRP板具有较高的承载力安全储备,变形是结构设计中的主要控制参数;在竖肋不发生屈曲的情况下,没有增加加劲肋的截面形式的GFRP板是最经济实用的。通过组合构件在施工阶段和使用阶段的跨中挠度值与GFRP底板跨中处的顺板跨方向应力对GFRP板截面参数进行优化分析,对比分析结果,得出竖肋高度对跨中挠度与底板应力影响最显著,其次是壁厚,而GFRP板宽、T型肋高度和混凝土高度对组合结构的受弯性能影响不大。
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