CFRP增强胶合木梁刚度退化试验研究

摘要

[目的]大多数工程构件失效是由于一系列的循环载荷所产生的疲劳损伤累积而造成.在循环反复的荷载作用下,当保持相同的峰值荷载时,峰值点位移随循环次数的增加而增大,这种现象称为刚度退化.本研究旨在研究CFRP增强胶合木梁的刚度退化,为CFRP增强木结构的工程应用提供理论参考.[方法]基于前人对于胶合木梁疲劳性能的研究结果,开展了CFRP增强胶合木梁疲劳试验.通过3根试验梁在不同荷载上限作用下的等幅疲劳试验,研究胶合木梁在CFRP增强下的疲劳特性、破坏机理以及刚度退化情况.[结果]根据CFRP增强胶合木梁疲劳试验结果,由于承载力的下降,3根试验梁均发生了疲劳破坏,其疲劳寿命分别为1120985、617313、286486次.通过对各试验梁的刚度退化曲线进行分析拟合,可以得出CFRP增强胶合木梁的破坏刚度比平均值为0.8529,方差为0.0435.[结论]试验证明在裂纹形成后CFRP延缓了裂纹扩展速度,降低了试验梁刚度退化的速率,从而提高了胶合木梁的疲劳寿命.分析拟合刚度退化曲线,可以看出随着疲劳循环荷载次数增加,试验梁的抗弯刚度均呈下降趋势.疲劳荷载等级越高,刚度退化越快,且基本呈线性变化.通过对比,CFRP增强胶合木梁的平均破坏刚度比未增强胶合木梁低了2.59％.这表明CFRP对胶合木梁有一定的增强作用,并且可以延缓试验梁因刚度退化而引起的疲劳破坏.