使用纖維增強復合材料加固鋼構件基本思路是先定位構件需要加固區(qū)域,然后根據(jù)纖維材料性能使用特定膠材將其粘貼到構件表面,待膠層固化后纖維材料和鋼材共同受力,既增大了截面剛度,又分擔了一部分使用荷載,并能達到結構使用要求。本文研究了采用碳纖維間隔包裹鋼柱這樣一種構造方式的合理粘貼間隔范圍。其次引入加固承載力修正系數(shù)來考慮理論加固承載力和數(shù)值模擬承載力差異的原因,并繪制該系數(shù)與粘貼層數(shù)的關系曲線。最后在建立有限元模型的過程中,發(fā)現(xiàn)將粘結膠層和碳纖維組合成一種復合材料進行計算得到的結果與試驗結果相似。具體工作如下:1、研究了碳纖維間隔包裹鋼管這樣一種構造方式對構件力學性能的影響,通過試驗和數(shù)值模擬研究了粘貼間隔在30mm、50mm、80mm時鋼管破壞形態(tài)、延性發(fā)展、承載力變化、控制截面的轉移以及碳纖維發(fā)揮的作用,并進一步使用ABAQUS對粘貼間隔的密度進行了補充分析,分別模擬了間隔在40mm、60mm時構件的性能的變化,最終將5組構件共同比對,得到使用碳纖維間隔粘貼柱長1/4³/4范圍內(nèi)的有效構造措施,為《鋼結構加固技術規(guī)范》（CECS77:96）關于構造措施的補充提供參考... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

屋架和柱的連接由鉸接改為剛接Fig1.1Theconnectionbetweenrooftrussand

1.1.2 傳統(tǒng)的鋼結構加固技術當結構部分區(qū)域受損則需要綜合經(jīng)濟、施工難度等因素考量決定該區(qū)域是局部補強還是拆除替換。實際工程中損傷鋼結構采取加固補強要比設計重建一個結構難度大，因為在加固時結構本身已承擔荷載，且需考慮已有構件的實際使用情況另外就是施工條件比較困難，無法做到將結構拆卸下來單獨加固再安裝，這樣違背了實際使用情況，會造成較大經(jīng)濟損失。一般做法是在結構只承受永久荷載的情況下進行加固，適當情況下還需要卸去一部分永久荷載�；诖搜苌募庸碳夹g主要分為兩類：一類是調(diào)整結構的計算簡圖和進行內(nèi)力調(diào)整；另一類是對構件及連接做出加固。第一類方法主要是改變結構的計算簡圖使結構內(nèi)力重分布或者剛度重分布，有這樣幾種思路，一種是可以改變結構或構件剛度，改變荷載分布，比如常見的增加支撐，減小了構件長細比，增大了局部的剛度，使局部承受主要荷載減輕薄弱部分受力，從而提高構件穩(wěn)定承載力；另一種思路是改變構件連接方式，變鉸接為剛接或者增設支座，使構件截面內(nèi)力或者桿件內(nèi)力變化；最后進行內(nèi)力調(diào)整的另一個有效辦法是施加預應力，通過張拉使結構獲得和荷載效應相反的彎矩,有效地提高結構的承載能力[5]。

11圖 2. 1 模型建立步驟Fig2. 1 Basic steps for creating models2.1.2 建模要點[27]（1）復合材料定義CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastic）由經(jīng)過碳化的丙烯纖維與環(huán)氧樹脂熱固而成，是一種典型的復合材料。從宏觀力學角度，一般將復合材料看做均勻的各向異性彈性體，與之相反的是各向同性彈性體，二者本質(zhì)區(qū)別是應力-應變關系差異明顯，異性材料遠比同性材料復雜。ABAQUS 提供了不同的復合材料屬性定義方式，主要有：各向同性、橫觀各向同性、各項異性、正交各向異性、單層板等彈性材料類型。各向同性材料是材料中每一點在任意方向上的彈性性能都相同，獨立

【參考文獻】：
期刊論文
[1]粘貼形式對CFRP布約束柱軸壓性能影響試驗研究[J]. 丁磊,高鵬,殷強,吳宜龍,彭飛.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[2]CFRP加固冷彎薄壁槽鋼短柱偏心受壓承載力試驗研究[J]. 唐紅元,王燦軍,潘毅,郭瑞.  建筑結構學報. 2017(11)
[3]粗糙度對CFRP-混凝土界面剪切黏結性能的影響[J]. 殷雨時,范穎芳,徐義洪.  建筑材料學報. 2018(02)
[4]碳纖維布加固鋼管軸壓短柱有限元分析[J]. 李兆陽,高小育,陳沿辰.  四川理工學院學報(自然科學版). 2015(05)
[5]基于細觀仿真建模的CFRP細觀破壞[J]. 高漢卿,賈振元,王福吉,宿友亮,朱浩杰.  復合材料學報. 2016(04)
[6]碳纖維布(CFRP)加固T形圓鋼管節(jié)點的靜力性能研究[J]. 宋生志,魏建軍,陳成.  建筑鋼結構進展. 2015(02)
[7]基于Abaqus的體殼單元組合建模研究[J]. 張俊飛,顧克秋,付帥.  機械制造與自動化. 2014(03)
[8]我國碳纖維的發(fā)展現(xiàn)狀及建議[J]. 馮麗,聞艷萍.  紡織科技進展. 2012(01)
[9]CFRP剝離的影響因素及應對措施[J]. 李世宏,李家青.  建筑結構. 2010(S2)
[10]考慮初始缺陷的結構非線性屈曲承載力分析[J]. 王曉峰,秦榮,劉光焰.  江蘇建筑. 2009(02)

碩士論文
[1]基于正交設計的CFRP加固中長圓管柱穩(wěn)定性研究[D]. 劉浩.合肥工業(yè)大學 2018
[2]CFRP加固偏心受壓圓鋼管柱受力性能試驗研究[D]. 王春宇.合肥工業(yè)大學 2017
[3]CFRP加固偏壓鋼管柱平面內(nèi)穩(wěn)定性研究[D]. 黃欽.合肥工業(yè)大學 2017
[4]混雜FRP加固偏心受壓方鋼管柱的承載力分析[D]. 李甜.西安建筑科技大學 2016
[5]碳纖維增強復合材料（CFRP）加固鋼管柱力學性能數(shù)值分析[D]. 李兆陽.長安大學 2016
[6]CFRP加固空心圓鋼管柱穩(wěn)定性試驗研究[D]. 錢拓.合肥工業(yè)大學 2015
[7]CFRP加固軸壓方鋼管柱穩(wěn)定承載力試驗研究[D]. 周珉璐.合肥工業(yè)大學 2015
[8]CFRP布加固空心鋼管柱穩(wěn)定性參數(shù)化數(shù)值模擬研究[D]. 丁卉.合肥工業(yè)大學 2015
[9]CFRP加固橋式吊車金屬橋架性能研究與數(shù)值模擬[D]. 胡鵬.山東大學 2012
[10]碳纖維布加固圓鋼管軸心受力有限元分析及試驗研究[D]. 李俊杰.蘭州理工大學 2011



本文編號：2922484