降低CFRP板加固梁界面应力集中方法的研究

粘接技术作为传统的焊接、铆接、螺栓连接等技术的替代已经被广泛地应用于土木工程中。为减少粘接层的应力集中,采用端部为楔形的CFRP板及保留板端溢出的胶水为工程中常用的方法。通过有限元对一般板端、板端楔形、板端反楔形及板端溢胶等情况进行了界面应力分析。结果显示,由于梁与胶层界面端部奇异点的影响,胶层底部和顶部的最大界面应力有很大差别;而板端溢胶能降低奇异点处的剪应力和正应力集中,并且使得应力的分布更平缓,这也造成板端溢胶情况的裂缝开展不在奇异点,而在溢出胶的斜面;板端正、反楔形均能降低应力集中,而反楔形的效果要好于正楔形;板端溢胶降低正应力的效果要好于板端楔形,但板端反楔形对降低剪应力的效果则要好于板端溢胶。这些结论与搭接头研究的结果一致,但加固梁的最大界面应力减小幅度要远小于搭接头。     

CFRP/GFRP混杂加固混凝土梁胶层界面应力有限元分析

建立了CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁有限元模型,采用数值方法研究了不同HFRP弹性模量、不同胶层厚度、不同胶层弹性模量下胶层的剪应力、正应力和混凝土梁底面的第一主应力变化情况.通过对比分析,研究这些参数对CFPR/GFRP混杂纤维布加固工程结构界面粘结力学性能的影响,揭示了胶层剪应力、正应力和界面混凝土第一主应力对纤维布剥离破坏的影响.     

CFRP板与钢梁粘接的疲劳性能研究

CFRP板与钢构件粘接疲劳性能的研究目前还不多,制约了该加固技术在桥梁结构中的使用.对一组CFRP板加固钢梁进行了理论分析结合疲劳试验研究,将粘接层的疲劳寿命分为无裂纹寿命和裂纹扩展寿命两部分进行考虑.试验得出在最大疲劳荷载作用下的最大界面主应力和无裂纹寿命的s一Ⅳ曲线.其疲劳极限值约为静载作用下极限界面主应力的30%,与英国规程中的规定相符.由基于最大疲劳荷载时粘接层的能量释放率的Paris Law,推导裂纹扩散寿命的预测公式,并由试验结果求得该公式中的经验系数.与试验结果比较发现,该公式能较为准确的预测裂纹扩展的规律.试验结果还显示,疲劳荷载幅度对疲劳寿命有一定的影响,但远小于最大疲劳荷载的影响.     

CFL加固RC梁疲劳寿命预测

目的 建立疲劳寿命预测模型,为加固构件的抗疲劳设计提供新的方法.方法 提出了一种可以同时考虑钢筋、混凝土和碳纤维耦合作用下的动态损伤模型.定义加固梁的剩余抗弯刚度为损伤变量,在正截面应力分析的基础上,运用分段线性原理,分析了碳纤维薄板加固梁在疲劳载荷下刚度衰减规律.结果 利用动态损伤模型,数值模拟了碳纤维薄板加固钢筋混凝土梁受弯构件疲劳损伤全过程,计算了加固梁的疲劳寿命.结论 由于考虑了组成材料损伤机制不同而造成的疲劳损伤过程中的应力重分布现象,动态损伤模型能够较好地预测CFL增强RC梁的疲劳寿命.