CFRP 不同布置构造措施下加固方钢管柱有限元分析

完海鹰，金煜明，陈安英

（合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009）

随着我国经济建设和科学水平飞速发展，钢结构被广泛应用在建筑行业，带来了良好的经济效益。但钢结构由于自身材料的缺陷导致了许多安全性问题，这时候对结构采用合适的加固补强技术显得尤为重要。鉴于钢结构加固修复技术手段众多，然而均存在工艺要求高、施工复杂、现场施工条件苛刻、加固周期长和加固效果受各种因素制约等缺点，选取合适的加固方式成为需要正视的问题。碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymers，简称为CFRP）具有传统加固修复技术所欠缺的无损加固这一优良性能被运用为一种高效实用的新型加固修复技术，为此有必要对其深入研究来加快其推广。

长安大学李兆阳运用有限元方法和纤维模型法以数值分析的方式研究了不同类型的CFRP材料加固钢管柱试件。研究结果表明，环贴CFRP基于环向约束效应的实现对试件的稳定承载力和延性有促进作用。纵向粘贴CFRP 可以抑制钢管的屈曲变形，几何缺陷和径厚比增大对CFRP 的加固效率有促进作用，增大长细比则作用相反。CFRP 在加固圆钢管柱和方钢管柱时，前者的加固效果好。

沈阳大学王军伟采用试验、理论、有限元模拟三者结合的方式来研究持载加固下的轴心受压试件，参数取用为持载程度、FRP 粘贴层数和粘贴方式。研究结果表明，持载加固会削弱试件受压承载力。三种FRP 粘贴方式对轴心受压短柱试件的影响排序依次为全包加固、端部加固、中部加固。……