1. Giới thiệu

Trong những năm gần đây, vật liệu FRP, đặc biệt là vật liệu CFCP, đã được sử dụng rộng rãi trong ngành kỹ thuật dân sự. Mặc dù không được sử dụng rộng rãi như các cấu trúc bê tông được củng cố, nhưng các cấu trúc thép gia cố CFRP cũng bắt đầu được áp dụng cho các cây cầu và công trình xây nhà. Các cuộc nghiên cứu cũng chứng minh rằng CFRP có thể cải thiện sức mạnh và độ cứng của xà thép.

2. Nghiên cứu thí nghiệm

Trong nghiên cứu này, 1 xà thép chưa được sử dụng và 7 Biển số CFRP Các xà thép được gia cố đã được kiểm tra. Biển CFRP với độ dài và độ dày khác nhau, các chế độ tải khác nhau (bao gồm độ cong ba điểm và cong bốn điểm) được sử dụng để có được các hiệu ứng của các tham số khác nhau về sức mạnh và độ cứng của các xà thép tăng cường.

2.1 Mẫu chuẩn bị

Những xà thép hình dạng I là 1.2m dài, 127 mm chiều cao, 76 mm chiều rộng, 7.6 mm độ dày flange, 4 mm độ dày của Web, 255 MPa trong tải thiết kế và 205 GP trong mô-đun co giãn. Độ dày của tấm CFRP được sử dụng là 3mm hoặc 6mm, và các mô-đun co giãn là 210GPP. Cấu trúc kết dính là Sikadur, 31 của tập đoàn Sika và mô-đun kéo là 2.6GP. Để đảm bảo độ dày của lớp keo là 1mm, các hạt thủy tinh nhỏ với đường kính 1mm được trộn vào kết cấu của 1%. Sau khi kết nối với chùm thép, tấm đĩa sẽ được giữ nguyên trong hơn 72 tiếng.

2.2 phương pháp thử ra

Hình thức nạp là ba điểm cong hoặc bốn điểm, nơi bốn điểm cong điểm là 300ram. Lương huynh là 1.1 giờ sáng. Tốc độ nạp là 0.5mm / giây. Độ lệch của chùm sáng được đo bằng ba thước đo, và vị trí cụ thể được thể thể thể thể hiện trong Hình số 1. Để ghi lại sự phân phối căng thẳng ở đáy biển số CFRP trong mẫu số 30 đô la, 7mm dài hạn Gl-G7 được gắn dài vào đường trung tâm của bảng CFRP, như được thấy ở Hình số 1. Để đo lường sự phân phối căng thẳng trong khoảng thời gian dài ba 5mm được gắn vào đáy của đỉnh của đỉnh của đỉnh trang web và đỉnh của đỉnh của các nhánh dưới, như được thấy ở Hình số 1. Khi tia thép ở địa phương không ổn định, nó sẽ ngừng nạp đạn.

3. Kiểm tra kết quả và thảo luận

3.1 thế lực

Độ lệch trọng lượng của một trục thép không được gia cố và 5 xà thép gia cố bị cong ba điểm được hiển thị ở Hình 2.Hai thanh sắt được gia cố đã bị cong bốn điểm. Đường cong độ lệch được hiển thị ở góc 3. Chúng ta có thể thấy điều này qua biểu đồ (a) gánh nặng cuối cùng gia tăng với độ dài các phiến đá. Đó là bởi vì sự tập trung ở cuối đĩa dẫn đến việc sự thất bại của đĩa CFRP, điều này làm cho sức mạnh của đĩa CFRP không được bật đầy đủ. Sự căng thẳng giảm đi khi độ dài đĩa tăng; (b) Khi tấm CFRP bị cắt bỏ ngay lập tức khỏi trục thép, trọng lượng trên các chùm cũng giảm nhanh chóng. Từ đó ta có thể thấy sức mạnh của xà được tăng cường bởi bảng CFRP.

Với hai mẫu vật cùng chiều dài, nhưng độ dày khác nhau, 30 đô rưỡi và 30 đô la, khả năng mang cao nhất của chúng là 149.1kN và 112.1kN, anh bạn. Chúng ta có thể thấy rằng dung lượng của S305 với độ dày 3mm cao hơn 305D với độ dày 6mm. Điều này là do sự tăng cường sự tập trung ở cuối đĩa do cái đĩa dày, làm cho bảng CFRP dễ bị lột bỏ hơn.

3.2 Cứng nhắc

Từ các đường cong tải của các số 2 và 3, chúng tôi cũng có thể thấy ảnh hưởng của các tấm CFRP trên độ cứng của xà thép. Sự cứng nhắc của đĩa CFRP không được cải thiện rõ ràng trước khi chùm tia chịu đựng. Đó là bởi vì các mô-đun co giãn của CFRP được dùng trong thử nghiệm là tương đối thấp và độ dày của đĩa không lớn. Độ dày của chùm có thể làm tăng độ cứng của chùm cây, nhưng cũng làm tăng sự căng thẳng ở cuối đĩa.Fig.4 cho thấy sự so sánh về độ lệch của các mẫu vật dưới 3 điểm cúi xuống dưới 70 điểm tải thứ ba. Chúng ta có thể thấy được qua biểu đồ rằng chiều dài của bảng đá không ảnh hưởng đến độ lệch của khoảng cách giữa.Do đó, việc tăng độ dày của CFRP là một cách hữu hiệu để cải thiện độ cứng của xà thép.

3.3 Chế độ bị lỗi

Các đường cong chất lượng được hiển thị bằng Figs.2 và 3 chỉ ra rằng tất cả các mẫu CFCP đều được tách ra ngay lập tức khỏi các tia thép ngoại trừ $310. Những mẫu vật của 310 đã bị phá hủy do sự bất ổn định của chùm thép tại địa phương, bởi vì biển số dài 1m và sự tập trung rất nhỏ ở cuối đĩa. Chế độ thất bại của các mẫu vật khác là tấm CFRP hoàn toàn bị lột khỏi tia thép.Fig.5 cho thấy mẫu vật 304 sau thất bại. Có thể thấy bề mặt vỏ bọc chủ yếu nằm ở giao diện giữa chùm thép và kết dính cấu.

3.4 Căng thẳng giao thoa tối đa

Áp lực kéo cắt lớp tối đa, sự căng thẳng bình thường và căng thẳng chính của chùm thép được tăng cường dưới hoạt động mang năng lượng tối đa có thể lấy được từ công thức phân tích của khả năng mang. Ngoại trừ thất bại của $310 gây ra bởi sự bất ổn định địa phương, căng thẳng giao thoa tối đa, căng thẳng bình thường và căng thẳng chính của các mẫu vật khác rất gần, và hệ số phân tán của chúng là 4.25%, 5.30% và 2.89%. Những kết quả này xác nhận tính hợp lý của công thức để tính toán áp lực giao thoa tối đa.

Kết luận

Tờ báo này sẽ giới thiệu các thử nghiệm tĩnh của các xà thép được tăng cường với các bản kẽm CFRP. Kết quả thử nghiệm cho thấy khả năng mang cao nhất của chùm thép tăng lên với độ dài của các phiến đá CFRP, nhưng giảm đi với độ dày của khối CFRP. Bởi vì độ dài và độ dày của miếng kim loại CFRP tương đối nhỏ, nên sự cứng của chùm thép được tăng cường không được cải thiện đáng kể. Ngoại trừ $310, tất cả mẫu vật đều bị lột sạch và tiêu hủy bởi các bản kẽm CFRP. Sự căng thẳng lớn nhất của các mẫu vật dưới tải tối đa được tính toán bởi công thức lý thuyết rất gần, và các căng thẳng dài được ghi nhận bởi sự căng thẳng phù hợp với các dòng lý thuyết. Tất cả những điều này chứng minh rằng công thức lý thuyết của Deng et al.L71 là hợp lý.