【摘 要】
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近年来,采用碳纤维增强复合材料(CFRP)修复钢结构已成为一大研究热点.该文介绍了课题组近年来在CFRP提升钢结构疲劳性能方面的研究,包括CFRP-钢粘结性能,CFRP补强钢板、钢梁和焊接接头疲劳性能的试验研究、数值模拟及理论分析.分析了两个常用CFRP-钢界面极限承载力计算模型不确定性,将模型系数对输入参数的依赖性分离.探明了养护期间海洋大气环境和疲劳荷载对CFRP-钢界面性能的影响.关注在裂纹
【机 构】
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工程结构服役性能演化和控制教育部重点实验室,上海,200092 同济大学土木工程学院建筑工程系,上
【出 处】
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第十四全国建筑物鉴定与加固改造学术会议
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近年来,采用碳纤维增强复合材料(CFRP)修复钢结构已成为一大研究热点.该文介绍了课题组近年来在CFRP提升钢结构疲劳性能方面的研究,包括CFRP-钢粘结性能,CFRP补强钢板、钢梁和焊接接头疲劳性能的试验研究、数值模拟及理论分析.分析了两个常用CFRP-钢界面极限承载力计算模型不确定性,将模型系数对输入参数的依赖性分离.探明了养护期间海洋大气环境和疲劳荷载对CFRP-钢界面性能的影响.关注在裂纹扩展不同阶段施加补强措施的疲劳性能提升效率,发现随着初始损伤程度增加,补强试件残余疲劳寿命的延长更为明显.CFRP补强焊接接头疲劳试验中,疲劳裂纹从焊趾处萌发扩展.数值分析表明CFRP补强能够有效缓解焊趾处应力集中,降低裂纹尖端应力强度因子,从而提升疲劳性能.比较化学粘结和机械锚固体系对含损伤钢梁疲劳性能的不同影响,提出了工程应用建议,明确了局部粘结失效和裂纹张开位移约束效应对裂纹扩展存在重要影响.采用边界元方法实现了粘贴CFRP补强含缺陷钢板和焊接接头疲劳裂纹扩展全过程模拟.基于线弹性断裂力学方法,考虑补强体系中CFRP降低试件应力场并对裂纹表面张开应力不均匀程度产生修正作用,提出粘贴CFRP补强钢板裂纹尖端应力强度因子半解析法.最后对CFRP提升钢结构疲劳性能技术的未来研究方向和应用前景进行了展望.
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