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近年来粘结碳纤维增强塑料(CFRP)板加固钢结构受到了广泛的关注,国内外许多学者研究证明,这种加固技术可以提高钢梁的抗弯承载力,但他们的试验研究没有考虑二次受力的影响,不符合工程上被加固钢梁的实际受力状态。与加固混凝土结构相比,这种技术的应用在某种程度上受到了限制,主要是因为国内对CFRP板加固钢梁没有建立一个系统的形式简单的承载力设计准则和失效判断准则。 英国建筑工业研究与情报协会(CIRIA)推行的设计手册《Strengthening metallicstructures using externally bonded fibre-reinforced polymers》中,根据“等效钢截面”理论提出了CFRP板加固钢梁抗弯承载力计算公式,并根据以应力为基础的弹性分析法理论提出了界面应力计算公式。本文在CIRIA的理论基础上,利用5根截面尺寸为250×125×6×9和6根截面尺寸为400×200×8×13的H型钢梁进行考虑二次受力影响的CFRP板加固钢梁抗弯承载力试验研究,钢梁加固前初始应力大小取强度设计值的0%、20%、40%和65%,以模拟实际工程中钢梁加固前所处的应力状态。通过试验,验证CIRIA的相关理论,将承载力计算公式参照国内现行钢结构设计规范中受弯构件抗弯强度计算公式的形式进行推导整理,以便于设计人员使用,并提出一个承载力修正系数来考虑CFRP板与钢梁之间粘结滑移等因素对承载力的影响。最后,利用ANSYS有限元分析软件对抗弯静载试验进行了数值模拟分析。 本课题为国家标准“钢结构加固设计规范”资助课题,本文的研究成果为编制该标准提供理论与试验依据。