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材料科学与工程学报2025年第03期:GFRP拉挤型材-木塑复合截面梁弯曲性能实验

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作者:徐心悦;刘文怡;霍瑞丽;方海;陈登杨;季会;

单位:南京工业大学土木工程学院;江苏省防汛防旱抢险中心;

摘要:木塑复合材料(wood-plastic composite, WPC)与玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer, GFRP)均具有轻质耐腐、成型方便、可设计性强等优势,在复杂环境工程领域具有广阔的应用前景。为推动WPC和GFRP在结构工程领域的应用,本研究提出一种采用PVC基WPC作为面层、GFRP拉挤型材管作为芯材的复合截面梁设计方案,通过开展四点弯曲实验,探究了WPC面层增强方式对复合截面梁抗弯性能的影响规律。实验结果表明,纯GFRP拉挤型材管的破坏模式为加载点处的受压破坏,双面和四面木塑面层增强GFRP拉挤型材复合截面梁的破坏模式分别为跨中底部面层的受拉破坏和试件上部的受压破坏;与GFRP拉挤型材管相比,双面和四面增强复合截面梁的极限承载力分别提升了54.78%和155.20%,跨中最大挠度分别提高了15.59%和28.74%,四面WPC增强方式的效果更为显著。基于高阶剪切变形理论,推导了四面WPC面层增强复合截面梁的控制微分方程,计算得到其荷载-位移理论曲线,通过与实验结果对比验证了理论结果的准确性。

关键词:木塑复合材料;;GFRP拉挤型材;;复合截面梁;;面层增强

基金资助:国家重点研发计划项目(2019YFD1101205)