碳纤维布加固钢结构有效粘结长度的试验研究

由于腐蚀、疲劳和机械损伤,在役的钢结构中存在不同程度的缺陷和损伤.为了弥补传统钢结构加固方法的缺点,寻求高效的钢结构加固方法迫在眉睫.纤维增强复合材料(FRP)具有优异的性能,在钢结构的损伤部位粘贴FRP具有很多优势.但是到目前国内外(尤其是国内)对粘贴FRP加固损伤钢结构技术的研究和应用涉足甚少.本文对粘贴碳纤维布加固损伤钢结构的受力性能进行了研究,并对碳纤维布与钢结构之间的粘结应力分布规律进行了测量和分析,最后得出了碳纤维布加固钢结构时的有效粘结长度.     

FRP加固钢结构轴心受压构件的弹性稳定分析

钢结构中存在大量的受压构件,由于失稳而导致破坏。与传统的钢结构加固方法相比,FRP加固钢结构具有明显的优势。目前国内外对FRP加固钢结构技术的研究主要限于受拉构件和受弯构件加固,对受压构件的加固几乎还未涉足。采用能量法得到了FRP加固轴心受压钢管的弹性屈曲荷载,并与有限元计算结果进行了对比。     

FRP复合材料及其在工程结构加固修复中的应用

FRP(纤维增强复合材料)在工程结构中的应用是近年来研究的热点.FRP因其良好的性能,不仅可以作为结构加固补强材料,而且在新建工程结构中,FRP作为新型建筑材料也越来越受到工程界的重视,国内外有关研究和工程单位开展了大量的研究和实践应用.综合国内外最新研究成果,详细介绍了结构工程中常用的FRP 材料及其优势,FRP加固混凝土结构,FRP加固砌体结构以及FRP加固钢结构在国内外的应用和发展概况,最后提出了前景展望,以其促进FRP加固技术在我国土木工程中的研究和应用.     

钢管杆件非焊接加固

钢管因其优越的截面特性在国内外钢结构工程中应用广泛,由于设计不合理、施工问题、荷载变化及灾害等因素的影响导致杆件承载力不足,需进行加固处理。传统焊接加固局限性大,文中结合国内外钢管杆件非焊接加固大量研究,从试验、有限元到理论分析等多方面对FRP加固、粘钢加固和套管加固钢管构件的受力性能和承载力公式进行综述。最后对钢管杆件非焊接加固需进一步研究的问题提出了建议。     

FRP加固损伤混凝土结构研究综述

FRP加固混凝土结构应用越来越广泛,在实际工程应用中,大多数混凝土结构都是在预加载下工作,未损伤混凝土结构相对较少,而现有的研究大多数是基于未损伤混凝土结构,因此,对FRP加固损伤混凝土结构的研究是FRP加固领域的重要课题。论文对国内外FRP加固损伤混凝土柱、梁及抗震和抗火的研究进行了分析和概括,提出了近期需要研究的问题,为相关研究和工程应用提供参考。     

FRP加固钢结构的研究现状和展望

在分析国内外关于FRP加固钢结构的文献资料基础上,从承载能力、粘结剂及粘结性能、抗屈曲性能、抗疲劳性能及耐久性能五方面,对FRP加固钢结构的研究现状和研究成果进行了综述与评价,并结合研究现状和工程实际提出了FRP加固钢结构在今后的研究方向及建议.     

2007年全国第五届FRP学术交流会将于广州召开

2007年全国第五届FRP学术交流会将于2007年12月15—16日在广州召开。本次会议的主题涵盖了FRP材料及其土木工程应用的各个领域：FRP加固工程结构发展趋势；FRP材料的研究进展及应用发展趋势；FRP复合材料的力学性能研究；工程用FRP复合材料的耐久性；FRP加固补强混凝土结构的理论与试验研究；FRP加固补强钢结构和木结构的理论与试验研究；     

FRP加固损伤钢筋混凝土梁研究综述

FRP在混凝土结构加固领域中得到广泛应用,目前大多数混凝土结构的加固研究是在未损伤情况下进行的,而实际工程中,大多数混凝土结构都承受了一定的荷载,未损伤的结构相对较少。本文主要对国内外FRP加固损伤钢筋混凝土梁的静力性能、疲劳性能、耐腐蚀性能的研究进行归纳和分析,提出研究中尚存在的一些问题,为今后FRP加固已损伤钢筋混凝土结构的研究提供参考。     

FRP加强修复金属结构研究概述

近年来,FRP(Fibre Reinforced Polymer)用于加强修复钢结构及铝合金结构取得了较多应用。本文首先总结回顾了钢结构、混凝土结构与FRP粘贴连接节点界面应力的弹性分析方法,然后总结了考虑胶水塑性变形的粘结-滑移分析及不同的强度设计准则。文中还总结了不同受力形式下,钢或铝合金与FRP组合结构构件的受力性能,包括受拉、受弯、受压等工况。已有的试验及有限元方法主要分析了FRP和胶水的材料性质、FRP粘贴位置和范围、胶水层厚度等因素对组合构件的强度和破坏模式的影响,并依据试验结果和理论分析,提出了有效粘贴长度的概念。简要回顾了FRP加固后钢结构或铝合金结构的疲劳性能,以及航空领域和相关领域的研究情况。最后提出了FRP用于加固金属结构的几点待研究或完善的问题。     

FRP加固局部损伤钢压杆的稳定分析

钢结构中存在大量的轴心受力构件,作为承受永久竖向荷载的主要构件,往往是结构加固的重点.采用能量方法,分析各种杆端约束条件下,纤维增强复合材料（FRP）加固局部损伤的轴心受压钢构件在弹性失稳时的弹性屈曲临界力,并建立普遍适用的近似欧拉公式.利用ANSYS通用有限元分析软件分析FRP的厚度对损伤空心圆管临界力的影响并与该公式解析解进行对比.计算结果表明,该公式计算结果可靠,采用纤维增强复合材料加固修复局部损伤的钢结构可以有效恢复其刚度和稳定性.     

复合材料FRP在工程结构中的应用

纤维聚合物（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）复合材料由于其质轻、高强、耐腐等特点,已被广泛应用于土木工程中.针对一些工程结构急需维修加固的实际情况,对FRP在桥梁结构、混凝土结构、钢结构以及岩土工程中的应用进行了概述,并对预应力FRP筋或布置在混凝土结构构件的试验研究和应用进行了综述,最后指出了FRP用于工程结构存在的问题及发展前景.     

FRP筋混凝土受弯梁正截面受力分析

纤维增强塑料(FRP)筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,对FRP筋代替混凝土结构中易受腐蚀的钢筋进行研究,这对改善钢筋混凝土结构的某些性能和拓宽工程应用范围,具有明确的工程意义。本文对FRP筋混凝土受弯梁进行了正截面受力分析,并推导了相关的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

Numerical simulation of squat reinforced concrete wall strengthened by FRP composite material

The advanced design rules and the latest known earthquakes, have imposed a strengthening of reinforced concrete structures. Many research works and practical achievements of the application of the external reinforcement by using FRP composite materials have been particularly developed in the recent years. This type of strengthening seems promising for the seismic reinforcement of buildings. Among of the components of structures that could affect the stability of the structure in case of an earthquake is the reinforced concrete walls, which require in many cases a strengthening, especially in case where the diagonal cracks can be developed. The intent of this paper is to present a numerical simulation of squat reinforced concrete wall strengthened by FRP composite material (carbon fiber epoxy). The intent of this study is to perform finite element model to investigate the effects of such reinforcement in the squat reinforced concrete walls. Taking advantage of a commercial finite element package ABAQUS code, three-dimensional numerical simulations were performed, addressing the parameters associated with the squat reinforced concrete walls. An elasto-plastic damage model material is used for concrete, for steel, an elastic-plastic behavior is adopted, and the FRP composite is considered unidirectional and orthotropic. The obtained results in terms of displacements, stresses, damage illustrate clearly the importance of this strengthening strategy.     

纤维增强复合材料对钢结构的加固

在过去的20年中,纤维增强复合材料凭借其高强重比和良好的抗腐蚀性等独特优势,逐渐获得在实际土木工程应用中的广泛认可。特别是对使用纤维增强复合材料在加固混凝土结构方面进行了广泛研究。最近,使用纤维增强复合材料来加固现有的钢结构的方法引起了关注。文章首先对合理开发使用纤维增强复合材料来加固钢结构的方法进行讨论。之后对现有的运用纤维增强复合材料加固的钢结构的研究进行评论和阐述。评论涵盖的论题包括钢材表面粘合剂处理、粘合剂的挑选、纤维增强塑料和钢材之间的粘结性能及其合适的建模、钢梁抗弯加固、钢结构抗疲劳加固、薄壁钢结构的抗局部屈曲的加固、以及通过外部纤维增强塑料对中空管或混凝土填充钢管进行加固。文章最后对未来需进一步研究的问题进行了展望。     

Strengthening of steel structures with fiber-reinforced polymer composites

Over the past two decades, fiber-reinforced polymer (FRP) composites have gradually gained wide acceptance in civil engineering applications due to their unique advantages including their high strength-to-weight ratio and excellent corrosion resistance. In particular, many possibilities of using FRP in the strengthening and construction of concrete structures have been explored. More recently, the use of FRP to strengthen existing steel structures has received much attention. This paper starts with a critical discussion of the use of FRP in the strengthening of steel structures where the advantages of FRP are appropriately exploited. The paper then provides a critical review and interpretation of existing research on FRP-strengthened steel structures. Topics covered by the review include steel surface preparation for adhesive bonding, selection of a suitable adhesive, bond behavior between FRP and steel and its appropriate modeling, flexural strengthening of steel beams, fatigue strengthening of steel structures, strengthening of thin-walled steel structures against local buckling, and strengthening of hollow or concrete-filled steel tubes through external FRP confinement. The paper concludes with comments on future research needs.     

嵌筋法加固混凝土楼板技术及工程应用

纤维增强材料（FRP）嵌入式加固法可以有效解决混凝土楼板负弯矩区因表面凸凹不平导致难于加固的问题,减小楼板支座处混凝土受拉开裂情况。嵌入的FRP筋位于混凝土板表层内部,通过环氧树脂与原结构有着良好的粘结性能,充分发挥其高强度的特点。嵌筋加固技术原理清晰,施工简便快捷,同其它加固方法配合使用,可以更好的满足混凝土楼板加固要求。     

Strain monitoring of RC members strengthened with smart NSM FRP bars

Fiber-reinforced polymer (FRP) bars can be used as internal reinforcement for new reinforced concrete (RC) structures and as near-surface mounted (NSM) reinforcement for the strengthening of RC structures. The NSM method is an emerging strengthening technique for RC structures, where FRP bars are embedded into grooves cut in the cover of RC members. In both cases, strain monitoring of the FRP bars is desirable either for the investigation of the structural behavior or for the long-term health monitoring of the structure. This paper presents a study in which fiber-optic sensors were embedded into glass FRP (GFRP) bars to produce smart GFRP bars for NSM applications. The manufacturing process of the smart FRP bars is illustrated and their performance in tensile, bond and beam flexural tests is examined to assess the effectiveness of these smart FRP bars for achieving the dual purpose of structural strengthening and strain monitoring. On the basis of the test results, the advantages and limitations of fiber-optic sensors compared to electrical strain gages in the strain monitoring of NSM FRP bars are discussed. The bond and beam test results also confirm the effectiveness of the NSM method for the strengthening of RC structures.     

空间曲面纤维网格制作及加固水下混凝土柱试验研究

平面纤维（FRP）网格以其卓越的性能在特定结构加固方面具有较好的应用优势,但其对小尺寸曲面、异形混凝土结构构件的约束加固并不适用。提出了空间曲面纤维网格制作工艺,制作了曲面纤维网格制品,测试了纤维网格拉伸的力学性能;提出了空间曲面纤维网格加固水下混凝土柱的施工工艺,并进行了轴压试验研究,试验结果表明：空间曲面纤维网格加固水下混凝土试件的轴压性能明显优于未加固混凝土圆柱试件,随着纤维网格纤维用量的增加,加固试件的承载能力和变形能力能有效提高,并取得和陆上试件相近的加固效果,根据纤维网格约束量的不同,水下加固试件的应力-应变曲线表现为软化、强化与临界行为,采用现有FRP约束混凝土模型能够较好地预测空间曲面纤维网格加固水下混凝土的极限应力与极限应变。     

利用非线性分析预测CFRP加固管状钢梁的弯矩-曲率曲线

近年来,外部粘贴纤维聚合物加劲(FRP)经常应用于钢结构加固中。研究了中空圆形钢梁粘贴碳纤维布加固(CFRP)的非线性性能。考虑了CFRP数量、纤维构造、胶粘剂用量和材料非线性的影响。介绍了CFRP加固管状钢梁的截面弯矩-曲率曲线。利用数值分析结果,阐述了纤维的加固作用,并且数值分析结果与试验结果较好地吻合。     

碳纤维复合材料改善钢结构疲劳性能研究现状

疲劳损伤是钢结构失效的重要原因,现有的补强及止裂方法存在各自的缺点,而碳纤维复合(CFRP)材料轻质高强,疲劳性能好,采用CFRP材料补强能够避免打孔、焊接等过程,具有其他方法所不能比拟的优点。通过对国内外关于CFRP材料改善钢结构疲劳性能的试验研究、数值模拟、参数分析等方面的研究现状及其成果的总结分析,表明CFRP材料对钢结构疲劳性能有明显的改善作用。已有的试验研究主要集中在梁式试件、板式试件和部分焊接接头三类试件;数值模拟基于断裂力学理论展开,采用有限元和边界元两种方法。但由于研究对象缺乏普遍性,分析方法存在重要假定,有关钢结构焊接接头疲劳性能补强方面的研究有待进一步加强,以便指导工程之用。