变温度场下CFRP布加固工字钢梁疲劳性能研究*

杨文瑞， 冯中敏， 黎惠莹， 袁 娇

(东华理工大学土木与建筑工程学院， 南昌 330013)

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在反复荷载作用下，受弯钢结构容易发生疲劳损伤，同时因自然环境侵蚀、维修不当等也会对钢结构造成不同程度的损伤。为了减少疲劳破坏造成的损失，大多采取在损伤结构外部进行加固，但传统的加固措施一般有缺陷，会对加固后的结构产生新的影响，如焊接缺陷、削弱界面和应力集中等问题，使加固的损伤结构使用寿命得不到有效的提升，同时，这类加固方法施工过程较为复杂。目前，纤维增强复合材料(FRP)在工程中广泛应用，其中，碳纤维复合材料(CFRP)具有质量轻、强度高和抗疲劳性好等特点，因此，用CFRP对损伤钢结构进行加固具有显著优势，且用CFRP加固的构件具有良好的疲劳性能[1-3]。张绪平等[4]对CFRP加固H型钢梁进行有限元分析，发现CFRP布和CFRP板对加固完好的钢材效果显著，并且提出CFRP加固钢结构的有限元计算模型。郑云等[5]通过线弹性断裂力学和有限元分析，发现CFRP加固损伤钢结构对其疲劳性能有很大提升。张宝静等[6]揭示了粘结剂随时间老化而对加固钢结构的影响，粘结剂老化会改变粘结状态，提出加固钢结构时应使用耐久性好的粘结剂。关健记[7]开展了湿热环境作用下CFRP-钢结构粘结界面的耐久性试验研究，发现湿热循环降低了CFRP板加固钢梁的承载能力，并且对损伤试件与未损伤试件影响有所不同。朱士涛[8]针对变温度场下CFRP与钢板粘结界面抗剪性能进行研究，试验显示：随着温度的上升与下降，极限荷载均呈现出降低的趋势，同时试件的破坏模式也发生相应变化。……