【正文】 粘貼問題有待進(jìn)一步研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼板采用 CFRP 布雙面粘貼后，屈服荷載可提高 16%18%，極限荷載可提高 16%25%，破壞模式是 CFRP 布被拉斷，主要是斷面附近或CFRP 布端部發(fā)生脫膠，隨著脫膠程度和位置不同，極限承載能力不同，這也充分說明膠粘劑對(duì)鋼構(gòu)件加固中起著非常重要的作用。 MissouriRolla大學(xué)研究了用 FRP管加固銹蝕損傷鋼柱抗壓承載能力的可行性。他們先沿方管環(huán)向纏繞一層 CFRP布，避免可能發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，然后在沿環(huán)向或縱向粘貼若干層 CFRP布。更重要的原因是前者由十腹板圓孔的存在使得過早生 CFRP與鋼腹板之間的剝離破壞。采用不同種類的 CFRP片材進(jìn)行加固。極限承載能力的提高隨著加固量和損傷大小而不同，在損傷情況相同的條件下，隨著抗彎加固率指標(biāo) Nb 增大而增大。或直接從現(xiàn)場舊橋梁中選取存在銹蝕損傷的鋼梁。 Abdullah 和ASaidy 對(duì)組合梁進(jìn)行的加固試驗(yàn)研究表明，其極限承載能力與未加固構(gòu)件相比，分別提高 21%和 45%。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼材屈服強(qiáng)度為 310MPa 的組合梁分別采用 2mm 和 5mm 厚的 CFRP 加固后，承載能力分別提高 21%和 52%；鋼材屈服強(qiáng)度為 370MPa 的組合梁承載能力分別 提高 9%和 32%。 和 將厚 的 CFRP 板粘貼到薄壁工字型鋼梁腹板兩側(cè)，鋼梁的破壞形式是腹板屈曲的剪切破壞，試驗(yàn)結(jié)果表明，加固后鋼梁的抗剪承載能力提高 26%。 FRP 加固鋼梁的試驗(yàn)研究最早始十 20 世紀(jì) 90 年代中期，美國Delaware 大學(xué)對(duì)無損傷缺陷的工字型鋼梁進(jìn)行研究。美國加利福尼亞大學(xué)科研組創(chuàng)造出一種稱作 先進(jìn)復(fù)合材料斜拉橋系統(tǒng)”的結(jié)構(gòu)，其橋塔采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制管內(nèi)填混凝土，預(yù)制管具有混凝土外模板和塔柱配筋雙重作用。全面了解這種材料的性能，才能更好地將其運(yùn)用于實(shí)際工程中。歐洲對(duì) FRP增強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)的研究始于二十世紀(jì)七十年代，在 80 年代后期開始了此類增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與開發(fā)。美國為解決近海地區(qū)和氣候寒冷地區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)遭受鹽蝕侵害問題，在二十世紀(jì)六十年代首次采用玻璃纖維復(fù)合材料加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從而開始了纖維增強(qiáng)材料在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。人們在設(shè)計(jì)和施工 CFRP增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)引起注意。典型的碳纖維材料的最大應(yīng)變值通常為 %%，雖小于鋼筋的極限拉應(yīng)變，但足以保證混凝土結(jié)構(gòu)破壞前的充分變形和斷裂?？晒?jié)省人工 ,與機(jī)器設(shè)備搬運(yùn)，減少維護(hù)次數(shù)，避免道路因施工而造成阻塞。 碳纖維補(bǔ)強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)是用粘接劑將碳纖維片材 (包括布材、板材 )粘貼到鋼結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)或損傷區(qū)的表面，使一部分荷載通過膠層傳遞到補(bǔ)強(qiáng)的片材上，以緩解鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)破壞和疲勞破壞，從而延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。到年代末年代初，日本的很多大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和材料生產(chǎn)廠家等相繼進(jìn)行了大量的 CFRP材料用十工程結(jié)構(gòu)修復(fù) 加固的研究， CFRP 材料具有優(yōu)異力學(xué)性能，施工工藝簡便目 _加固效果可靠，得到了普遍的贊同和認(rèn)可，特別是在美國舊金山、洛杉機(jī)、口本阪神淡路大地震，中國臺(tái)灣桃園縣地震及韓國二豐百貨大摟倒塌事件造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失之后。如果焊縫的電位比母材低得多，那么焊縫與母材組成電偶腐蝕電池，將大大加速焊縫的電偶腐蝕速度； （ 7）由十需要焊接蓋板，使結(jié)構(gòu)重量增加較多，同時(shí)對(duì)十復(fù)雜的幾何形狀不易成形，運(yùn)輸和安裝也不方便，耗時(shí)、費(fèi)力，質(zhì)量不易保證；（ 8）焊接蓋板容易銹蝕，維護(hù)費(fèi)用高 。 1，改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形 （ 1）對(duì)結(jié)構(gòu)可采用增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度的方法進(jìn)行加固； （ 2）對(duì)受彎桿件可采用改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固；（ 3）對(duì)桁架可采取改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。 總之，鋼結(jié)構(gòu)在長期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的雙重作用下，其功能將逐漸減弱，這是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的客觀規(guī)律，尤其在我國地震多發(fā)區(qū)域，對(duì)這些地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固以及對(duì)震損鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)，也常常是結(jié)構(gòu)工程師的主要內(nèi)容。但是有些結(jié)構(gòu)長期處于腐蝕環(huán)境中，有些結(jié)構(gòu)則經(jīng)受交變荷載的作用，有些結(jié)構(gòu)處十高溫、高濕或高壓的服役環(huán)境中，而有些結(jié)構(gòu)內(nèi)部則充滿易燃、易爆、有毒、腐蝕等介質(zhì)。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固方法是將鋼板焊接、螺栓連接、鉚接或者粘接到原結(jié)構(gòu)的損傷部位 ,這些方法雖在一定程度上改善了原結(jié)構(gòu)缺陷部位受力狀況 ,但同時(shí) 又給結(jié)構(gòu)帶來一些新的問題 ,如產(chǎn)生 新 的 損 傷 和 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 等 。 關(guān)鍵詞：有限元分析；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；粘結(jié)性能；鋼結(jié)構(gòu) i 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 AbstractAsanewandhightechniqueconstructionreinforcementmethodforreinforcedsteelstructure,fiberreinforcedplastic(FRP)hasmanyadvantagessuchashighresearchvalueandpopularizingvalue,ieelstructurescanbestrengthenedbyadheringcarbonfiberreinforcedplastictothesteelsurfacetoimprovetheirmechanicalperformanc,noncorrosive,hightensilestrengthandeasyconstructionmakeitwidelyusedinstrengthenhod(FEM)cansimulatetheNonLinearFullRangeAnalysis 一thebehaviorofbeamsfromlineartononlinearresponsesanduptofailure,oftheoryanalysisandtestresearchonsteelstructuresstrengthenedwithFRPbothhomeandabroad,thekeyproblemsofsteelstructuresrepairedwithFRPhavediscussedindetailThispaperputforwardtheexpressionsofthecapacityinthepositememberwithCFRPandsteel,which“ 3Dsolidspringshellfiniteelementmodelhasproposedinthepaper,andthekeytechniqueshavediscussedwhenthegeneralpurposesoftpmentofmetallicstructureswillplayveryimportantreferencerehabilitation. Keywords:finiteelementanalysis。碳纖維材料以其輕質(zhì)、耐 腐、高強(qiáng)及施工便利的優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。它是利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維材料粘貼十鋼材表面，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。 通過研究分析得出了若干結(jié)論和建議，對(duì) FRP 加固修復(fù)金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展和完善具有一定的參考價(jià)值。steelstructures ii 沈陽建筑大學(xué)畢 業(yè)論文 目錄 第 一 章 緒論 .............................................................1 研 究 背景 .......................................................... 加 固 的 特點(diǎn) .................................................... 國內(nèi)外對(duì) FRP 加 固 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 研究 ...................................... 受 彎 構(gòu) 件 加固 ................................................. 受拉（壓）構(gòu)件加固 ........................................... 疲 勞 加固 ......................................................4 預(yù) 應(yīng) 力 加固 ..................................................RP 加 固 鋼 結(jié) 構(gòu) 有 限 元 模 擬 的 研究 .............................. 本論文選題的目的和意義 ........................................... 本論文的主要內(nèi)容 .................................................本章小結(jié) .........................................................13 第 二 章 理 論 基 礎(chǔ) — 有限 單元法 ............................................14 有 限 元 方 法 簡介 ................................................... 有限 單 元 法 的 分 析 過程 .............................................. 結(jié)構(gòu)離散化 ................................................. 確定單元位移模式 ............................................性分析 ................................................建立表示整個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)平衡的方程組 ...........................果 ..................................... 主要內(nèi)容介紹 ...............................................S 軟件功能簡介 .......................................... 操作詳細(xì)解 ............................................ 軟件提供的分析類型： .................................. 本章小結(jié) .........................................................22 第三章 FRP 加 固 工 字 形 鋼 梁 有 限 元 分析 ..................................... 有限元軟件 ANSYS分析 ............................................. 基本假定 ....................................................23iii 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 有限元模型的單元屬性及材料性能 .............................. 工 字 鋼 梁 的 模擬 .............................................. 粘結(jié)膠層的模擬 .............................................. 的模擬 ..................................................YS 分 析 步驟 ...................................................主 要 操 作 步驟 ................................................ 具體 ANSYS 建 模 計(jì) 算 及 分 析 步驟 ................................ 本 章 小結(jié) .........................................................54 第 四 章 結(jié) 論 及 對(duì) 未 來 展望 .................................................55 結(jié)論 ............................................................. 展望 .............................................................55 參考文獻(xiàn) ................................................................57 謝辭 ....................................................................59 iv 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）