FRP加固焊接钢结构力学性能研究.pdf

CFRP加固焊接钢结构力学性能研究 陆胜牛忠菜胡宗军 。 喇 …i。 j j一 。“ 舻 。j 算 !≯ 摘要：当前焊接钢结构在工程中大量使用，由于铜结构焊接中存在的缺陷，钢结构／构件远未达到强度极限时 ， 。 就发生破坏或者不能正常工作，导致钢结构达不到设计的预期使用寿命，甚至于远远没有迭翻预期服役年限，引发 ’ 了一系列的5-程破坏事故。通过分析、统计发现其中疲劳是镪结构破坏的主要形式之一，本文通过对静载拉伸状态 ≯ 下碳纤维布加固钝形焊缝力学性能试验的分析与研究，发现碳纤维布能够显著提高焊接构件的抗拉极限与使用寿 ；， 命，以及降低焊缝处的应力集中。 +l 女 ； 关键词：力学性能；碳纤维布；钢构件；焊接 ， 。 l中图分类号1TU391 【文献标识码1B “ 一 j一一， ； ?j j“。j jj 。 ． j一女 7．… j‰撮 原有结构不能适应。 一、前言 4．使用的钢材质量不符合要求。 随着国民经济的高速发展，我国兴建了大量工 5．意外、自然灾害对结构损伤严重。 业与民用建筑、桥梁、构筑物和近海工程、石油化 。 6．由于地基基础下沉，引起结构的变形和损 工等使用的压力容器、管道等，因为在生产制造、 伤。 装配、施工等各个阶段可能产生各种缺陷，导致产 目前国内采用的加固补强技术主要有：粘贴钢 生疲劳、断裂、不均匀沉降以及破坏性裂缝等，从 加固法、加大截面加固法、外包钢材加固法以及预 而影响了结构的安全以及使用寿命。钢结构在国民 应力加固法、改变受力体系加固法、裂缝处理加固 经济建设的应用范围越来越广，但是钢结构中存在 法、粘贴碳纤维加固法等。传统加固补强技术整体 着大量的轴心受压构件、桥梁、铁路的疲劳问题， 水平比较落后，施工方法和工艺比较复杂，设备繁 因此当钢结构存在严重缺陷和损伤或改变使用条 多且受场地因素限制。 件，经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足 作为新兴的纤维增强加固技术具有优异的物 使用要求时，应对钢结构进行加固。常见的钢结构 理、力学性能，如比强度和比刚度、高、抗疲劳性能 需加固补强的主要原因有11】： 和耐腐蚀性能好、现场可操作性尺寸和自重、施工 1．由于设计或施工中造成钢结构缺陷，如焊 方便、不需要大型机械和重型设备以及施工周期短 缝长度不足，杆件切口过长，使截面削弱过多等 等优势。 等。 纤维增强复合材料包括碳纤维增强复合材料， 2．结构经长期使用，出现不同程度的锈蚀、 简称CFRP；玻璃纤维增强复合材料，简称GFRP； 磨损以及操作不正常等，造成结构缺陷，使结构构 以及芳纶纤维增强片材，简称AFRP等，其中在土 件截面严重削