新型加固材料徐变性能分析

碳纤维布（CFRP）与钢板以及由其组成的复合材料加固工程结构都是新型的加固方法。由于材料的徐变性能会导致结构加固效果的削弱,要使这些加固方法在工程上能得到更广泛的应用,就必须对其徐变性能进行研究,为CFRP加固钢结构和CFRP与钢板复合加固混凝土结构等提供理论依据。     

裂纹钢板的止裂孔与CFRP加固及其疲劳寿命预测

首先基于黏聚力理论建立CFRP加固钢板有限元模型,应用该模型计算出CFRP加固缺口钢板的理论应力集中系数,CFRP加固后比未加固钢板的名义应力减小41.6%,;然后对CFRP加固缺口钢板的疲劳试验进行研究,利用试验数据和理论公式推导出疲劳缺口敏感度和疲劳缺口系数,建立CFRP加固缺口钢板的疲劳S-N曲线,CFRP加固后的疲劳缺口敏感度比未加固钢板减小93.1%,.结果表明:采用止裂孔和CFRP加固联合方法,不仅减小了缺口钢板的名义应力,而且降低了疲劳缺口敏感度,使疲劳寿命比缺口钢板提高292倍.     

CFRP加固裂纹钢板的疲劳寿命及加固参数研究

钢结构在运行一段时间后,其母材或焊缝附近易产生裂纹,因此需要对裂纹进行修复以延长使用寿命.文中研究了碳纤维增强复合材料(CFRP)加固裂纹钢板的疲劳寿命及加固参数.首先采用粘结力理论,建立CFRP加固裂纹钢板的有限元模型,计算得到裂纹尖端的应力强度因子;然后进行4组对比疲劳试验,利用试验数据和Paris公式计算材料常数C和n,将计算的应力强度因子代入Paris公式预测试件的疲劳寿命;最后利用有限元模型对CFRP加固的刚度、长度、宽度等加固参数进行了研究.结果表明:根据有限元模型计算的应力强度因子幅和Paris公式可以准确预测CFRP加固裂纹钢板的疲劳寿命;CFRP加固可以减小裂纹尖端的应力强度因子,有效提高裂纹钢板的疲劳寿命.     

粘钢加固及粘钢板与CFRP复合 加固损伤RC板抗弯试验研究

对7块使用近60年的RC桥面板采用粘贴钢板加固法及粘贴钢板与CFRP复合加固法加固后进行抗弯性能试验研究.试验对比研究了不同加固方式下试验板的承载力、刚度、裂缝、应变以及破坏形态等变化规律.试验结果表明:两种加固方法均能有效提高试验板的抗弯性能;粘贴2 mm、4 mm和6 mm厚钢板试件的承载力分别提高52.5％、126.0％和162.5％,复合加固试验板承载力分别提高87.0％、148.0％和158.5％;采用钢板和CFRP复合加固既有损伤受弯构件时,CFRP的加固作用能得到充分的发挥;对于粘贴钢板加固法,现行规范和规程可用于既有损伤RC板的抗弯承载力计算;运用本文提出的考虑损伤影响的粘钢加固及粘钢板与CFRP复合加固既有损伤构件抗弯承载力计算方法所得的计算值与试验值吻合较好.     

CFRP加固开孔钢板的静力力学性能研究

采用中心CFRP加固开孔钢板的单轴拉伸试验,对6 mm厚开孔钢板采用1-3层CFRP加固,对3 mm厚开孔钢板采用1-2层CFRP加固,研究了CFRP加固层数和钢板厚度对开孔钢板试件的影响。试件在单轴拉伸荷载作用下有4种典型的破坏形态,破坏形态与CFRP的层数以及CFRP与钢板之间结构胶的粘接强度有关。试验结果表明,随着CFRP层数的增加,试件的极限承载力呈线性增大,而极限位移却减少;开孔钢板的厚度不同,CFRP的加固效果也不同。同时,还通过在试件钢材表面和CFRP表面粘贴应变片的方法测量试件在单轴拉伸荷载下各关键部位的应变值,测得了加载过程中未加固试件和单层CFRP双面加固试件表面各点的应变变化特征。     

CFRP加固钢梁的数值模拟分析

结构加固是土木工程中的一个重要研究领域,工程结构中的受弯钢梁由于腐蚀或疲劳损伤需要进行加固和修复。与传统的钢结构加固方法相比,粘贴CFRP加固钢结构具有很大的优势和应用前景。通过数值模拟的方法对受弯钢梁粘贴FRP加固后的性能进行了分析,并对加固效果的影响因素进行了讨论。分析结果表明,CFRP加固工字钢粱受弯构件能有效提高截面的承载力及刚度,减小构件变形。     

负载对CFRP及CFRP与钢板复合加固R.C梁抗弯性能的影响

对不同负载下7根外贴CFRP或CFRP与钢板复合加固钢筋混凝土梁进行抗弯试验,研究负载时CFRP或CFRP与钢板复合加固梁的抗弯性能及负载水平的影响.试验结果表明:粘贴CFRP加固梁极限承载力显著提高,但屈服荷载和屈服阶段前梁的刚度提高较小,且负载对承载力提高限值有较大的影响,负载越大,承载力提高限值越小;而粘贴CFRP与钢板复合加固梁承载力和刚度都显著提高,且破坏时具有较好的延性,复合加固梁承载力提高限值远远比单一材料加固的大,承载力限值可提高113.13%～147.23%;负载对加固梁承载力影响较小,可以忽略,但对加固梁结构的使用性能影响较大,所以,在实际加固工程中尽量要卸载.     

网状CFRP条带与钢板条带复合加固钢筋混凝土双向板承载力计算分析

目前,钢板加固法已广泛应用于钢筋混凝土结构加固,此外,碳纤维复材(CFRP)由于其高强、高性能等特点,也越来越多地被应用到加固领域.为了能充分利用这两种加固方法的优势,本文提出了一种新型的网状复合加固方法用于钢筋混凝土双向板加固,即交叉向地粘贴CFRP条带和钢板条带.本文对7个试件进行了局部荷载作用下的试验研究,其中1个为未加固板,1个为网状CFRP条带加固板,5个为网状CFRP条带与钢板条带复合加固板.结果表明网状复合加固板试件的极限承载力和变形刚度均有大幅提高.在试验研究的基础上,采用塑性铰线理论对网状复合加固板的承载力进行了理论分析,推导了网状复合加固板在局部荷载作用下的承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好,可为实际加固工程应用提供理论依据.     

预应力FRP加固工程结构技术研究进展

围绕国内外预应力FRP加固技术的研究现状以及最新进展,从预应力FRP加固混凝土结构、预应力FRP加固钢结构、预应力FRP加固中关键技术的研究等方面进行了综述。试验研究表明：预应力FRP加固混凝土能显著提高构件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,改善受弯构件在长期荷载的力学性能,提高构件的疲劳寿命;预应力CFRP加固钢梁后,其屈服荷载和极限荷载相对于对比梁都有明显的提高,其提高的程度随着预应力CFRP的用量和预应力水平的提高而增大;预应力CFRP加固对钢梁的刚度提高作用也比较明显,对低强度的钢材,提高效果更明显;采用预应力FRP加固工程结构的关键问题在于预应力的施加体系、预应力控制值、预应力损失和端部的锚固。     

碳纤维加固提高钢结构稳定承载力

在现有的钢结构加固方法中碳纤维（CFRP）以其质量轻、抗拉强度高、易施工、耐热耐久性好等优点,更适合加固施工的要求,用碳纤维增强钢结构比采用其它加固方法更具有优越性。本文就碳纤维对钢结构构件进行加固,增强钢结构稳定承载力进行理论研究,推导出计算稳定承载力提高系数的解析公式,并用Ansys进行数值模拟比较。