玻璃纤维增强聚氨酯基复合材料圆管弯曲性能试验研究

玻璃纤维增强聚氨酯基(GFRP)复合材料是一种轻质高强的新型材料,GFRP圆管是输电钢塔筒、通讯钢塔筒和钢制路灯杆的有效替代材料,可承受水平荷载作用下的弯剪作用。组成GFRP圆管的材料是玻璃纤维和聚氨酯,配比为(0.60~0.65)∶(0.40~0.35),通过拉挤缠绕方式成型。对GFRP圆管进行直接弯曲试验,研究其弯曲性能,试验结果表明:GFRP圆管在荷载较小时基本保持整体变形,荷载—位移(应变)曲线保持线性增长;荷载达到45 kN后,GFRP圆管在加载点和支点处发生局部屈服,荷载—位移(应变)曲线增长速度加快;荷载达到50 kN后,GFRP圆管出现强化现象,荷载—位移(应变)曲线增长速度减慢;最终破坏模式为复合材料层间剪切分层的局部屈服褶皱破坏,但卸载后屈服变形可以恢复,表明GFRP圆管具有较强的恢复能力。根据美国ANSI/AISC 360-10和澳大利亚AS4100规范对GFRP圆管的局部屈服抗弯承载力进行计算,发现规范计算值和试验值相差小于10%。