• ISSN 0258-2724
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GFRP加固背栓式石材幕墙面板的抗弯性能

王作虎 姚渊 高占广 李罗伟

王作虎, 姚渊, 高占广, 李罗伟. GFRP加固背栓式石材幕墙面板的抗弯性能[J]. 西南交通大学学报, 2022, 57(1): 229-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200420
引用本文: 王作虎, 姚渊, 高占广, 李罗伟. GFRP加固背栓式石材幕墙面板的抗弯性能[J]. 西南交通大学学报, 2022, 57(1): 229-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200420
WANG Zuohu, YAO Yuan, GAO Zhanguang, LI Luowei. Flexural Behavior of GFRP Reinforced Granite Cladding Panels with Undercut Bolt Anchorage[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, 57(1): 229-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200420
Citation: WANG Zuohu, YAO Yuan, GAO Zhanguang, LI Luowei. Flexural Behavior of GFRP Reinforced Granite Cladding Panels with Undercut Bolt Anchorage[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, 57(1): 229-234. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200420

GFRP加固背栓式石材幕墙面板的抗弯性能

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200420
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFC0806100)
详细信息
    作者简介:

    王作虎(1979—),男,副教授,博士,研究方向为建筑结构加固,E-mail:wangzuohu@bucea.edu.cn

  • 中图分类号: TU375

Flexural Behavior of GFRP Reinforced Granite Cladding Panels with Undercut Bolt Anchorage

  • 摘要:

    为研究石材面板在不同加固形式下的破坏形态和抗弯承载力,对33块背栓式花岗岩石材面板进行了迎风面和背风面的抗弯试验. 石材幕墙面板的连接节点用金属圆环加固,面板背面用GFRP (glass fiber reinforced plastics)进行十字、对角、横向全贴和纵向全贴的粘贴方式加固,并对其承载力进行了分析. 结果表明:石材幕墙面板采用节点加固后在背风面加载方向的破坏形态有所改善,承载力相对于未进行节点加固石材面板提高了0.50倍;石材面板背面粘贴GFRP的4种加固方式,都能较好地保证石材面板破坏后的整体性,并能提高石材面板迎风面加载方向的抗弯承载力,最大提高2.30倍. 研究验证了背栓式石材幕墙节点加固在工程应用中的可行性.

     

  • 图 1  石材面板尺寸及加固图

    Figure 1.  Granite cladding panel size and reinforcement layout

    图 2  加载装置及测量方案

    Figure 2.  Loading device and measurement scheme

    图 3  试件破坏形态

    Figure 3.  Failure mode of specimens

    图 4  极限荷载的对比

    Figure 4.  Comparison of ultimate load

    图 5  材料本构关系

    Figure 5.  Constitutive relationship of materials

    图 6  面板有限元模型

    Figure 6.  Finite element model of panel

    表  1  试件设计参数

    Table  1.   Details of specimens

    试件编号数量/个厚度/mm连接节点GFRP 粘贴方式试件编号数量/个厚度/mm连接节点GFRP 粘贴方式
    BS-F 3 30 BS-B 3 30
    BS-J-F 3 30 加固 BS-J-B 3 30 加固
    BS-J-F-1 3 30 加固 十字 BS-J-B-1 3 30 加固 十字
    BS-J-F-2 3 30 加固 对角 BS-J-B-2 3 30 加固 对角
    BS-J-F-3 3 30 加固 纵向全贴 BS-J-B-3 3 30 加固 纵向全贴
    BS-J-F-4 3 30 加固 横向全贴
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    表  2  GFRP实测性能

    Table  2.   Measured performance of GFRP

    试样抗拉强度/MPa厚度/mm弹性模量/MPa
    GFRP1 444.40.1671.33 × 105
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    表  3  不同荷载下试验结果

    Table  3.   Test results under different loadings

    试件编号 试验极限荷载/N极限位移/mm破坏形态试件编号试验极限荷载/N极限位移/mm破坏形态
    BS-F(1) 20.530 1.12 节点破坏 BS-B (1) 9.423 1.29 节点破坏
    (2) 21.873 0.91 (2) 9.603 1.22
    (3) 20.794 1.05 (3) 9.279 1.19
    平均荷载 21.065 1.03 平均荷载 9.435 1.23
    BS-J-F(1) 23.676 1.18 板断裂 BS-J-B (1) 14.051 1.91 板断裂
    (2) 23.245 1.26 (2) 13.946 1.94
    (3) 24.152 1.22 (3) 14.513 2.08
    平均荷载 23.691 1.22 平均荷载 14.170 1.98
    BS-J-F-1(1) 69.533 5.03 板断裂 BS-J-B-1 (1) 14.867 1.63 板断裂
    (2) 70.463 4.97 (2) 14.513 1.45
    (3) 68.987 4.85 (3) 14.725 1.53
    平均荷载 69.661 4.95 平均荷载 14.702 1.54
    BS-J-F-2(1) 58.765 4.22 板断裂 BS-J-B-2 (1) 16.478 1.32 板断裂
    (2) 57.360 4.13 (2) 16.344 1.51
    (3) 57.553 4.24 (3) 15.681 1.45
    平均荷载 57.893 4.20 平均荷载 16.168 1.43
    BS-J-F-3(1) 31.113 1.43 板断裂 BS-J-B-3 (1) 14.862 1.29 板断裂
    (2) 38.031 1.52 (2) 15.577 1.36
    (3) 36.145 1.48 (3) 15.245 1.45
    平均荷载 35.096 1.48 平均荷载 15.227 1.37
    BS-J-F-4(1) 56.975 2.71 板断裂
    (2) 60.895 2.77
    平均荷载 58.935 2.74
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    表  4  荷载模拟值与试验值对比

    Table  4.   Comparison of simulated and experimental values

    试件编号试验值/N模拟值/N误差/%
    BS-B9 435.459 965.115.61
    BS-J-B14 170.5515 383.558.56
    BS-J-B-114 702.0615 957.798.54
    BS-J-B-216 168.1217 680.889.36
    BS-J-B-315 227.3113 246.9213.01
    BS-F21 065.8123 706.6612.54
    BS-J-F-169 661.3478 417.7712.57
    BS-J-F-257 893.2164 527.7611.46
    BS-J-F-335 096.8838 880.3210.78
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    表  5  初始安装缺陷分析

    Table  5.   Initial installation defect analysis

    石材
    编号
    缺陷数/个极限荷载/N试验荷载/N降低率/%
    BS-B16 382.39 435.032.36
    BS-B2 (对角)4 229.79 435.055.17
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-02
  • 录用日期:  2020-12-09
  • 修回日期:  2020-10-22
  • 网络出版日期:  2020-12-09
  • 刊出日期:  2020-12-09

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