玻璃钢作结构构件的材料力学性质的试验研究

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1、应用研究玻璃钢作结构构件的材料力学性质的试验研究陈鲁余亮李燕章曦项思博章一溢（同济大学浙江学院，浙江嘉兴314051）摘要：本文探讨了将玻璃钢作为建筑材料应用于实建结构的材料力学性质的试验研究。通过对材料的拉伸性能试验、压缩性能试验、弯曲性能试验以及冲击韧性试验，了解该材料在不同温度下的基本力学性能。包括强度、弹性模量及应力-应变曲线等基本力学参数。关键词：玻璃钢；轻型构件；材料性质；试验研究中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1674―3024（2015）12―197―021研究背景（2）试样拉伸破坏时或最大载荷下的伸长率Δl玻璃钢（FRP）亦称作GF

2、RP，即纤维强化塑料，一般指用ε=b×100%t玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃L0纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，ε−试样破坏时或最大荷载时的伸长率（%）或称谓玻璃钢。质轻而硬，不导电，性能稳定.机械强度高，回tΔl−试样破坏时或最大荷载时原始标距L内的伸长量（mm）收利用少，耐腐蚀。将玻璃钢应用于轻型建筑结构，研发一种b0L−原始标距（mm）0新的建筑材料以及新兴的建筑结构形式，将会大大增加我国乃至全世界建筑结构领域的应用范围，具备良好的应用前景、社（3）绘制拉伸应力-应变曲线。形式如图1所示。会意义和经济意义。（

3、4）拉伸弹性模量任何新型材料成功的应用于建筑结构领域的前提条件是其ΔPL材料的基本力学性质需要满足结构承载能力和变形能力的要求。E=0tbhΔL因此，玻璃钢材料若要用作轻型结构构件，需要了解其基本力学性质。并在此基础上。做后续的承载能力分析、变形能力等结构E−拉伸弹性模量（GPa）t性质计算与分析。本文进行了大量玻璃钢材料力学性质的试验。ΔP−荷载-变形曲线上初始直线段的荷载增量（kN）并在此基础上，整理归纳玻璃钢材料的基本力学性质。ΔL−与荷载增量ΔP对应的标距L内的变形增量（mm）02研究内容5）拉伸割线弹性模量为研究玻璃钢材料应用于轻型结构结构构件的适用性，

4、需PLE=x0x要了解该材料的基本力学性能，包括玻璃钢的相应强度、弹性bhΔLx模量及应力-应变曲线等基本力学参数，为得到上述参数，分别E−在0.1%或0.4%应变下的拉伸割线弹性模量（GPa）进行了玻璃钢材料的拉伸性能试验、压缩性能试验、弯曲性能xΔP−荷载-变形曲线上产生于规定应变对应的荷载值（kN）拉伸割试验以及冲击韧性试验。ΔL−与荷载P对应的标距L内的变形值（mm）x03试验方案线弹性模量以坐标形式表示各值的关系见图1。3.1拉伸试验3.1.1技术方法P/bh将试样装在试验机夹具上，使试样在轴向载荷的作用下受到轴向拉伸，并使载荷逐渐增加、直至破坏。根据测

5、量的载荷Px/bh及试样的变形，然后计算出材料的以下拉伸性能：ΔL/LΔL/L（1）拉伸强度。x00（2）拉伸弹性模量和拉伸割线弹性模量。图1应力应变曲线（3）最大载荷伸长率和破坏伸长率。3.2压缩试验（4）拉伸应力-应变曲线。3.2.1技术方法3.1.2力学性质计算方法将试样放在试验机上使试样在轴向载荷作用下受到轴向压（1）拉伸强度缩，并使载荷逐渐增加直至破坏。根据测量的载荷及试样的变P形，然后计算材料的压缩强度和压缩弹性模量。σ=tbh3.2.2力学性质计算σ−拉伸强度（MPa）（1）压缩强度tσ−压缩强度（MPa）P−破坏荷载（或最大荷载）（kN）tP−破坏

6、荷载（或最大荷载）（kN）b−试样宽度（mm）σ=Pb−试样宽度（mm）ch−试样厚度（mm）bhh−试样厚度（mm）（2）压缩弹性模量建筑建材装饰197应用研究ΔPL（2）断裂延伸率（单位:%）E=0cbhΔL编号12345延伸率5.95.46.54.95.2E−压缩弹性模量（GPa）tΔP−荷载-变形曲线上初始直线段的荷载增量（kN）（3）0.4%应变对应割线模量（单位:Mpa）ΔL−与荷载增量ΔP对应的标距L0内的变形增量（mm）编号123453.3弯曲性能试验模量577969916844675273263.3.1技术方法4.2压缩试验试样放在试验机上，采用

7、三点中心加载法，使试样受弯曲，编号压缩强度（）MPa压缩弹性模量（）GPa载荷逐渐增加，直到使试样破坏或变形达到规定的挠度，根据1307.4412.8测量的载荷及试样弯曲挠度，可以测定以下弯曲性能：2150.0311.56162（1）在挠度小于或等于规定挠度下呈现最大载荷或破坏的3200.8412.21374材料，测定其最大载荷下或破坏时的弯曲应力及其挠度。4254.7611.42857（2）在挠度等于规定挠度下不呈现破坏的材料，测定其规5168.538.592911定挠度下的弯曲应力。4.3弯曲试验（3）弯曲弹性模量。弯曲强度（单位:Mpa）（4）绘制弯曲载荷#

8、挠度曲线。