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

作者：许溍; 李权峰; 杨适菡; 吕淑敏; 冀晓东^*

来源：林业工程学报, 2023, 8(06): 64-75.

DOI：10.13360/j.issn.2096-1359.202205028

• 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

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。

• 单位
  北京林业大学