李泳璋，吴 迪

(西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054)

0 引言

FRP复合材料具有强度高、质轻、耐腐蚀等优点，但高昂的成本成为推广应用的障碍。本文提出将玻璃纤维(GFRP)与碳纤维(CFRP)结合的复合材料，即在混合复合材料中加入适量的CFRP/GFRP，既提高材料强度又降低使用成本。混合FRP复合材料在世界范围内进行大量的理论和试验研究。Summerscales等回顾碳-玻璃复合材料的许多研究，发现称为混合效应的现象。混合效应的观察归功于Hayashi，随后几位研究人员对此进行报道，但对混合梁的结构性能研究甚少。本文研究由多层碳纤维/E-玻璃纤维/乙烯基酯组成的混合FRP梁结构性能，以FRP工字梁为研究对象，通过梁的抗弯试验，研究混合FRP工字梁的结构性能，确定梁中CFRP和GFRP的最佳组成。

1 试验设计

试验在室内进行，所有横梁均采用树脂传递模塑工艺制造，由碳纤维-玻璃纤维/乙烯基酯树脂组成。试验2组不同的FRP工字梁，翼缘与腹板宽度之比(bf/bw)不同，NF为窄翼缘(bf/bw=0.43)，WF为宽翼缘(bf/bw=1.13)。工字梁尺寸如图1所示。在3 000mm跨度和1 000mm内部荷载跨度下，对梁进行简单支撑和4点弯曲试验。

图1 FRP复合材料工字梁尺寸

所有工字梁的翼缘均由CFRP和GFRP制成，腹板仅由GFRP制成。腹板上的某些GFRP层延伸至每个梁翼缘。CFRP的角度相比纵向固定为0°，定义为CFRP-0；GFRP的角度固定为0/90°，±45°或多方向(连续纤维毡，CSM)，分别定义为GFRP-0/90，GFRP±45或GFRP-CSM，用来改善混合FRP层压板的机械性能。为从成本和强度角度研究合适的横梁设计，翼缘使用3种成分的碳纤维，含量分别为52%，33%，14%，如表1所示。本试验中使用的碳纤维和玻璃纤维力学性能如表2所示。……