CFRP在提高钢结构疲劳极限中的应用

对表面粘结碳纤维增强复合材料(CFRP)的钢结构试件进行了实验分析,研究了碳纤维复合材料加固方法对钢构件疲劳极限的影响,并分析了CFRP的粘结长度及加固前后裂缝开展情况,结果表明:CFRP是一种有效的结构加固和修复措施,由于所有的CFRP加固体系,其破坏都始于材料的脱胶,故环氧树脂胶的性能起着至关重要的作用。     

受弯钢构件碳纤维增强复合材料加固理论的研究进展

钢结构出现损伤可以采用替换和加固两种方式改善其受力性能。工程加固经济效益好、不耽误建筑正常使用,属于首选的修复措施。传统的加固方法一般采用粘贴、焊接、螺栓连接的方式将钢板附加到受损区域,不但增加自身质量,而且导致应力集中。碳纤维增强复合材料(CFRP)具有良好的力学性能和化学稳定性,用于加固修复受损钢结构能够改善其工作性能,延长疲劳寿命。通过对国内外关于CFRP加固钢梁课题研究成果的总结,着重介绍CFRP加固钢梁的抗弯承载力与界面应力分布,循环荷载作用下CFRP加固钢构件的疲劳性能等研究成果,供工程应用和进一步研究参考。     

CFRP与钢材的粘结性能试验研究

与传统的钢结构加固方法相比,粘贴CFRP加固钢结构具有明显的优势。CFRP与钢结构之间的粘结性能直接影响加固效果,但是目前国内对这方面的研究还很少。从众多的粘结材料中优选出适合于粘贴CFRP加固钢结构的粘结剂,设计相应的试件,对CFRP与钢材之间的粘结强度和粘结耐久性进行试验。试验结果表明:选用的3种粘结剂可以作为粘贴CFRP加固钢结构的粘结材料,性能满足设计要求。对粘贴碳纤维布加固钢板进行静力拉伸试验,测量碳纤维布的应变分布,得到碳纤维布与钢板之间的粘结应力分布和碳纤维布的有效粘结长度。并与理论公式的计算结果进行了对比,二者吻合较好。     

不同程度损伤的CFRP加固钢板的疲劳性能研究

为进一步探讨碳纤维加固复合材料(CFRP)板对钢结构疲劳寿命的延长效果,进行了试验研究和理论分析。利用不同长度的人工裂缝代表不同程度的疲劳损伤。试验结果表明:采用CFRP修复能够有效减缓裂纹扩展并延长疲劳寿命。提出用于预测试件疲劳寿命的理论模型。随后,对其进行了参数分析,研究不同损伤程度下钢板的疲劳性能。深化了对在裂纹扩展不同阶段采用CFRP进行修复的理解,并针对这种加固方法提出了一些有益的建议。     

谈应用于钢结构中的碳纤维增强复合材料性能

介绍了碳纤维增强复合材料(CFRP)对钢结构修复加固的技术优势,通过分析受损钢板在修复加固前后应力集中系数和相对有效刚度的变化情况,进一步探讨了碳纤维增强复合材料的性能,促进了其在工程中的推广应用。     

碳纤维加固钢结构的疲劳寿命分析

采用断裂力学方法对CFRP加固钢结构的剩余疲劳寿命进行研究。引入考虑裂纹闭合的疲劳寿命分析模型对CFRP加固钢结构进行疲劳寿命计算,计算结果与疲劳试验结果吻合较好。实际结构承受的是随机变幅疲劳荷载,根据Miner线性累积损伤理论,将变幅疲劳荷载转化成等效应力幅下的常幅疲劳荷载,给出CFRP加固钢结构的疲劳验算建议方法。     

预应力CFRP加固钢结构技术初探

介绍了预应力CFRP加固钢结构技术特点以及施工工艺、预应力张拉技术、各种加固布置方案及设计计算原则等,并对预应力CFRP加固钢结构技术进行初步的研究探索。     

CFRP加固钢结构研究现状

钢结构的稳定问题一直是工程应用中的技术难题,而传统的钢结构加固方法或多或少都可能会产生新的损伤和残余应力,而钢结构外贴碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Ploymer,简称CFRP)加固法则具有传统方法不具有的优势。本文主要对国内外CFRP加固钢结构的研究现状与进展进行了全面的回顾与展望,涉及了理论分析和试验研究等方面。     

FRP加固钢梁的分析

纤维增强复合材料（以下简称FRP）是当今加固工程研究热点之一,混合纤维材料（以下简称HFRP）和碳纤维材料（以下简称CFRP）加固修复混凝土结构已广泛应用于实际工程,相应理论与试验也较完善。国内外用CFRP和GFRP加固钢结构的试验研究较少。本文以GFRP和CFRP加固无损钢梁试验为基础,研究粘结不同种FRP情况下钢梁的荷载一位移曲线和承载力,以此确定粘贴GFRP和CFRP是否能有效地改善钢梁的受力性能。最后对工程加固钢梁提出参考。     

钢结构加固技术研究进展与标准编制

钢结构加固不仅有利于保证在役钢结构安全,而且符合可持续发展理念,对于科学实施“城市更新”、促进“双碳”目标达成具有积极意义。为此,针对钢结构构件,梳理了焊接加固、螺栓和铆钉连接加固、粘贴钢板加固、粘贴纤维增强复合材及组合加固法等5种增大截面加固法和构件预应力加固法;针对连接与节点,重点阐述了栓焊并用连接、梁柱节点、螺栓球和焊接球节点、钢管节点等加固研究进展;并概述了钢结构体系间接加固法及钢结构修复技术。在此基础上,介绍了GB 51367—2019《钢结构加固设计标准》的代表性加固技术,并指出未来应进一步对传统加固技术定量化设计、节点加固技术与设计理论、CFRP加固理论、新材料、新技术的应用和结构体系加固机理等方面开展深入研究工作。     

碳纤维布加固修复钢结构粘结界面受力性能试验研究

采用粘贴碳纤维增强复合材料技术对损伤钢结构进行修复 ,可以有效地恢复结构承载力。通过试验和解析方法对粘贴碳纤维布加固修复钢结构技术的粘结界面受力性能进行了分析 ,提出粘结界面剪切应力的计算公式 ,并在实际算例中取得了与试验较为吻合的结果 ;同时 ,初步探讨了不同粘贴参数对复合构件粘结界面应力的影响 ,为实际结构的加固修复提供了理论依据     

国外碳纤维增强复合材料加固补强结构的发展趋势

碳纤维增强复合材料在土木工程领域中的应用，主要集中于碳纤维增强混凝土和碳纤维加固补强结构两方面,本文针对碳纤维加固结构的特点，介绍了国外碳纤维增强材料加固补强结构的研究状况及其在实际工程中的应用，并对碳纤维加固补强结构的发展提出了几点看法。     

CFRP加固焊接工字钢梁的有限元分析

碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土结构目前已经得到广泛应用,但在钢结构加固方面应用尚少。通过有限元软件ANSYS对碳纤维布和碳纤维板加固焊接工字钢梁进行变形和应力场分析,得出CFRP片材加固可增强钢梁的刚度,降低钢梁的最大应力。该分析结果可用于钢梁疲劳寿命分析。     

CFRP增强钢框架的稳定性分析

以有限单元法和钢结构稳定理论为基础,运用大型ANSYS软件进行计算与分析,研究碳纤维增强复合材料(CFRP)对钢框架承载力的增强作用。研究结果表明:CFRP增强后的钢框架,其承载能力和位移延性的提高程度随着CFRP用量的增长而增大。粘贴CFRP能够有效地提高钢框架的承载能力,改善钢构件的延性。     

硅酸钙防火板保护下的CFRP加固混凝土梁耐火设计

随着CFRP在混凝土结构加固中的广泛应用,其防火问题引起关注。但是目前关于高温下CFRP加固构件的防火性能研究成果相对较少。以当前国内外相关研究成果为基础,用有限元程序对加固构件进行高温下的传热分析和力学分析,运用有限元程序在计算机上再现了防火试验的全过程。研究荷载比、CFRP加固量、防火材料厚度以及混凝土保护层厚度等因素对采用硅酸钙防火板保护的CFRP加固梁耐火极限的影响规律,并得到了不同工况下的CFRP加固钢筋混凝土梁的耐火极限,为CFRP加固混凝土梁的防火设计提供了依据。     

CFRP材料加固木梁试验研究

简述了FRP材料的应用及CFRP材料的性能特点，叙述了古建筑木结构的加固现状，通过CFRP加固木梁的实验探讨了其在古建筑修复与加固中的应用，提出了CFRP应用中的实际问题。     

碳纤维布加固木梁抗弯性能的试验研究

通过8根矩形木梁的静力试验,研究了碳纤维布加固木梁的抗弯性能,包括破坏特性、极限荷载、刚度、截面应变及端部碳纤维布应变等结构性能。试验结果表明,碳纤维布加固木梁具有良好的效果,可为古建木结构的维修加固提供新的方法和试验依据。     

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。     

碳纤维加固混凝土构件端部锚固试验研究

研究碳纤维布加固钢筋混凝土构件内折角处的锚固构造,以解决现行的内折角处锚固构造做法较少且较为复杂的问题。对两种机械锚固（角钢锚固和钢板锚固）、碳纤维布压条锚固及对比试件进行从开始加载到破坏的试验研究,描述试件的破坏过程,分析了荷载-钢筋、碳纤维布应变关系。通过正截面承载力对锚固效果进行评价。结果表明：机械锚固可满足承载...