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CFRP加固钢结构的疲劳研究

2016-12-05 11:10:47 西安方科建筑加固工程有限公司 阅读


调查统计结果表明,实际工程中的钢构件一般都要求具有很高的循环次数,50年应力。


循环次数近1000万次。根据试验研究,经过碳纤维加固后,钢结构试件应力循环次数超过50万次的疲劳强度远远高于原状焊缝,具有97%保证率的200万次疲劳强度可达到100。8MPa,高出对比试件近60%。


一般来讲,结构所能承受的荷载重复次数与应力达到的最大值及应力变化的幅度有关,在应力幅一定的条件下,荷载重复次数与应力达到的最大值成反比,随着最大应力值的提高,结构承受的应力循环次数将会降低。


钢结构构件焊缝粘贴碳纤维布进行加固后,碳纤维加固后焊缝处应力重新分布,碳纤维承担焊缝处的部分应力,焊缝处钢材应力明显降低,导致钢材焊缝处应力集中系数的降低,从而改善了钢构件焊缝部位的疲劳性能,增加了碳纤维加固试件的应力循环次数。


使得给定在循环次数条件下,碳纤维加固后焊接接头较加固之前能够承受更大的疲劳应力,或者在给定循环应力、应力幅、应力比条件下,碳纤维加固试件的疲劳寿命高于原状焊缝。


钢结构构件焊缝经过碳纤维加固处理后,焊缝处的交变应力得到降低,应力分布趋于均匀,减少了试验数据的离散性。可以推定,碳纤维加固后焊缝处应力重新分布,导致焊缝处应力集中系数的降低,是碳纤维加固后焊接接头疲劳强度有效提高的机理之一。


通过焊接来修复钢结构疲劳构件的方法,国内外大量的研究都表明,这种方法在一定程度上恢复构件疲劳性能的同时会增加焊接节点的疲劳敏感性,引进新的应力损伤源,使钢结构疲劳性能不能得到明显改善,因此通过合理的对钢结构动力构件粘贴碳纤维布改善钢构件的疲劳性能具有很强的研究和工程应用意义。


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