本文關鍵詞：濕熱環(huán)境和過載損傷作用下CFRP-鋼結構粘結界面的耐久性研究

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【摘要】：采用碳纖維增強復合材料(CFRP)加固修復鋼結構,既可以發(fā)揮CFRP材料高強度、抗腐蝕和耐疲勞的優(yōu)點,也加速和便捷了施工過程。把CFRP板粘貼在鋼梁受拉損傷區(qū)的加固方式,能提高受損鋼結構的承載力和疲勞性能。這種加固結構的薄弱環(huán)節(jié)是鋼與CFRP板的粘結層,而在實際工程中,特別是CFRP加固的鋼橋,經常受超載車輛疲勞損傷和濕熱環(huán)境的影響,從而影響鋼與CFRP板的粘結性能。本文針對過載損傷和干濕濕熱環(huán)境下CFRP加固鋼結構的粘結性能開展了試驗研究,主要內容如下：(1)鋼和CFRP板搭接接頭的耐久性試驗研究�？紤]了過載損傷和濕熱循環(huán)兩個因素,過載損傷通過300次的往復加載來實現(xiàn),幅值為0.1～0.7倍極限承載力；濕熱循環(huán)通過大型干濕循環(huán)試驗系統(tǒng)實現(xiàn),周期為24h,干燥時間14h,水環(huán)境試件10h,溫度40℃C,通過在池水中加入3.5%的氯化鈉來模擬海洋環(huán)境。靜載拉伸試驗結果顯示：濕熱循環(huán)90次和濕熱循環(huán)180次后試件破壞時的最大界面主應力分別下降了32.4%和31.9%,表明干濕循環(huán)對粘結界面性能有顯著地影響,但3個月后趨于穩(wěn)定；180次濕熱循環(huán)作用后,沒有過載損傷和有過載損傷試件的最大界面主應力分別下降了31.9%和33.0%,表明濕熱循環(huán)后過載損傷對粘結性能的影響不明顯。(2)CFRP板加固帶缺陷鋼梁的耐久性試驗研究�？紤]了過載損傷和濕熱循環(huán)兩個因素。過載損傷通過400次的往復加載來實現(xiàn),幅值為0.1～0.5倍膠層開裂荷載；四點彎曲靜載試驗結果顯示：未濕熱循環(huán)、90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后過載損傷試件缺陷處膠層開裂荷載比未損傷試件分別下降了8.6%、4.0%和4.5%,表明過載損傷對開裂荷載有一定影響；未濕熱循環(huán)、90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后損傷試件極限荷載比未損傷試件分別下降了2.2%、-0.8%和3.6%,表明過載損傷對極限荷載的影響不明顯。沒有損傷的試件在90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后,極限荷載分別降低了7.4%和9.9%；而損傷試件在90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后極限荷載分別下降了6.7%和13.1%。以上試驗結果顯示濕熱循環(huán)和過載損傷都降低了CFRP板加固缺陷鋼梁的承載能力,但濕熱循環(huán)的影響要大于過載損傷。
【關鍵詞】：鋼結構 裂紋 CFRP板 過載損傷 濕熱循環(huán)
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU391
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 引言12-13
• 1.2 CFRP加固修復鋼梁研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 FRP加固鋼板受力性能研究13-15
• 1.2.2 FRP加固受彎鋼梁受力性能研究15-17
• 1.2.3 FRP加固鋼結構的疲勞性能與耐久性能研究17-20
• 1.3 課題組的前期研究20-21
• 1.4 本課題研究的目的和意義21
• 1.5 本文的研究內容21-23
• 第二章 試驗方法及分析23-36
• 2.1 材料試驗加載設備23-24
• 2.2 濕熱環(huán)境系統(tǒng)介紹24
• 2.3 鋼與CFRP板的表面處理24-25
• 2.4 鋼和CFRP板搭接接頭材料試驗25-29
• 2.4.1 材料性能試驗26-27
• 2.4.2 試件制作27-29
• 2.5 CFRP板加固帶缺陷鋼梁材料試驗29-35
• 2.5.1 材料性能試驗30
• 2.5.2 試件制作30-32
• 2.5.3 測試的內容以及測點的布置32-35
• 2.6 本章小結35-36
• 第三章 CFRP板加固對接鋼板的耐久性能研究36-46
• 3.1 過載損傷過程分析36-38
• 3.2 荷載-應變關系及承載力分析對比38-41
• 3.3 試件的破壞形態(tài)41-42
• 3.4 試驗結果對比分析42-44
• 3.5 本章小結44-46
• 第四章 CFRP板加固缺陷鋼梁的靜載試驗研究46-69
• 4.1 CFRP板加固帶缺陷鋼梁的耐久性研究46-55
• 4.1.1 荷載-撓度曲線46-47
• 4.1.2 荷載-應變曲線47-52
• 4.1.3 裂紋發(fā)展規(guī)律與破壞模式分析52-55
• 4.2 CFRP板加固缺陷鋼梁疲勞耐久性能研究55-63
• 4.2.1 損傷過程分析55-57
• 4.2.2 荷載-撓度曲線57-58
• 4.2.3 荷載-應變曲線58-62
• 4.2.4 裂紋發(fā)展規(guī)律與破壞模式分析62-63
• 4.3 試驗結果對比分析63-67
• 4.4 本章小結67-69
• 結論與展望69-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文74-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 鄭云;岳清瑞;陳煊;李忠煜;;碳纖維增強材料(CFRP)加固鋼梁的疲勞試驗研究[J];工業(yè)建筑;2013年05期

2 袁菁穎;王春江;李向民;許清風;;CFRP布加固H型鋼梁承載力試驗研究[J];建筑結構;2011年10期

3 任慧韜;李杉;高丹盈;;荷載和惡劣環(huán)境共同作用對CFRP-鋼結構黏結性能的影響[J];土木工程學報;2009年03期

4 鄧軍;黃培彥;;CFRP板與鋼梁粘接的疲勞性能研究[J];土木工程學報;2008年05期

5 彭福明,郝際平,岳清瑞,張寧,宋歌;碳纖維增強復合材料(CFRP)加固修復損傷鋼結構[J];工業(yè)建筑;2003年09期

6 張寧,岳清瑞,佟曉利,趙顏,楊勇新,彭福明;碳纖維布加固修復鋼結構粘結界面受力性能試驗研究[J];工業(yè)建筑;2003年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡安妮;荷載和惡劣環(huán)境下FRP增強結構耐久性研究[D];大連理工大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李松;濕熱環(huán)境下過載損傷鋼和CFRP板搭接接頭的抗拉承載力研究[D];廣東工業(yè)大學;2014年

2 葉黎明;CFRP板加固鋼梁受彎性能的試驗研究[D];廣西工學院;2011年

3 李洪;CFRP板加固鋼梁的受力性能研究[D];廣西大學;2011年

4 郭攀;CFRP板加固鋼板粘結界面的靜力學性能研究[D];華南理工大學;2010年

5 任懷勝;FRP復合材料加固鋼梁的試驗研究和理論分析[D];合肥工業(yè)大學;2009年

6 馮傳清;CFRP加固修復鋼構件界面性能試驗研究和理論分析[D];合肥工業(yè)大學;2007年

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本文編號：702157