cfrp板加固受弯钢梁界面性能理论分析和试验的研究

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1、CFRP板加固受弯钢梁界面性能理论分析和试验研究ThetheoreticalanalysisandexperimentalstudyoninterfacialpropertiesofsteelbeamsreinforcedbyCFRPplates作者姓名蒋兴笠学位类型学历硕士学科、专业结构工程研究方向混凝土结构与砌体结构导师及职称完海鹰教授2013年4月CFRP板加固受弯钢梁界面性能理论分析和试验研究摘要随着建筑技术的发展，大量工用与民用建筑开始应用钢结构，为了钢结构建筑的可持续发展，对此进行加固势在必行。而传统的钢结

2、构加固方法即焊接加固工艺耗时、费力，质量不易保证，因此，新型的钢结构加固技术是当今研究的重点。纤维增强材料在加固领域的应用，特别是在加固混凝土结构的应用得到了理论和现实的检验，而纤维增强材料加固钢结构方面的研究还处于起步阶段，因此也成为了本文研究方向。本文首先利用物理和化学知识，从微观角度解释CFRP加固钢结构的粘结机理、工作机理及潜在的破坏形式，进而归纳出CFRP加固修复钢结构的设计准则。然后通过弹性力学等数学知识对界面应力微分方程进行推导，并代入边界条件，求解得出界面应力公式。通过对七根试验梁（包括1根未加固梁，2

3、根非预应力CFRP板加固梁和4根预应力CFRP板加固梁）进行静载单调荷载作用下的抗弯试验，利用应变片和位移计测得钢材和CFRP板的应变及挠度，对比分析出各种界面因素对加固效果的影响，为今后这种技术推广及应用提供理论依据。最后用Ansys软件模拟试验梁进行初步的有限元研究。关键词：钢结构；CFRP板；预应力；加固；界面；ThetheoreticalanalysisandexperimentalstudyoninterfacialpropertiesofsteelbeamsreinforcedbyCFRPplatesABS

4、TRACTWiththedevelopmentofbuildingtechnology,alargeofindustrialandcivilbuildingsstarttousesteelstructure.Thereinforcementmethodisimperative,becauseofthesustainabledevelopmentofsteelbuilding.Theweldingreinforcementisthetraditionalsteelreinforcementmethod,whichisti

5、me-consuming,laboriousanddifficulttoguaranteethequality.Sothenewsteelreinforcementtechmologyisthefocusoftoday’sresearch.Fiberreinforcedmaterialhasbeenpassedthetheoreticalandpracticaltestinthefieldofreinforcement,especiallyintheapplicationofreinforcedconcretestru

6、ctures.Butresearchoffiberreinforcedonsteelstructureisstillinitsinfancy.,whichhasalsobecomethedirectionofthisstudy.First,thepaperusesthephysicalandchemicalknowledgetoexplainthebondingmechanism,workingmechanismandpotentialfailuremodesofCFRPstrengthenedsteelstructu

7、refromthemicroscopicpointofviewandthensumsuptheCFRPreinforcementandrestorationcriteriaforthedesignofsteelstructures.Thenthroughtheelasticitymathematicalknowledge,thepaperderivestheinterfacialstressdifferentialequations.Wecangettheinterfacestressformulabysubstitu

8、tingtheboundaryconditionstotheequations.Thenthroughthebendingtestofsevenbeams(includinganunreinforcedbeams,twonon-prestressedCFRPplatereinforcedbeamsandfourprestresse