碳纖維增強復合材料（CFRP）加固修復鋼結構性能研究與工程應用

第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 FRP修復鋼結構的特點
1.3 國內外研究狀況
1.3.1 國外相關研究狀況
1.3.2 國內相關研究狀況
1.4 本章小結
參考文獻
第2章 CFRP修復鋼構件的應力及有限元分析
2.1 軸向拉伸構件
2.1.1 應力分析
2.1.2 有效粘結長度
2.1.3 復合構件的剛度
2.2 受彎構件
2.2.1 界面應力分析
2.2.2 CFRP的拉力
2.2.3 加固梁的撓度
2.2.4 CFRP修復受彎構件有限元分析
2.3 鋼管線
2.3.1 軸對稱平面應變問題的基本方程
2.3.2 承受內壓的纏繞CFRP管線的應力應變計算
2.3.3 承受內、外壓力鋼管線的應力應變計算
2.3.4 未損傷鋼管線的應力分析
2.3.5 損傷鋼管線加固前的應力分析
2.3.6 損傷鋼管線加固后的應力分析
2.3.7 CFRP修復鋼管線有限元分析
2.4 軸心受壓構件
2.4.1 彈性穩(wěn)定分析
2.4.2 有限元分析
2.5 CFRP加固含孑L鋼板
2.5.1 含孔鋼板的受力分析及性能評估
2.5.2 CFRP加固含孔鋼板性能的參數(shù)分析
2.6 CFRP加固鋼結構疲勞構件
2.6.1 應力強度因子概念
2.6.2 有限元模型
2.6.3 CFRP加固含裂紋受拉鋼板分析
2.6.4 CFRP加固鋼梁的應力強度因子分析
參考文獻
第3章 CFRP加固鋼結構的疲勞壽命分析
3.1 疲勞壽命分析方法
3.1.1 名義應力法
3.1.2 局部應力應變法
3.1.3 斷裂力學分析方法
3.1.4 損傷力學方法
3.1.5 本文采用的疲勞壽命分析方法
3.2 疲勞壽命分析模型
3.2.1 疲勞裂紋擴展一般規(guī)律
3.2.2 考慮裂紋閉合效應的分析模型
3.2.3 疲勞壽命預測公式
3.3 疲勞壽命預測結果與試驗結果比較
3.3.1 疲勞裂紋擴展速率參數(shù)(C、m)的確定
3.3.2 CFRP加固鋼板的疲勞壽命預測
3.3.3 CFRP加固鋼梁的疲勞壽命預測
3.4 CFRP加固鋼結構的疲勞驗算
3.4.1 Miner線性累積損傷理論
3.4.2 變幅疲勞的等效應力幅
3.4.3 CFRP加固鋼結構的疲勞驗算方法
3.4.4 計算實例
參考文獻
第4章 CFRP加固修復鋼結構靜力拉伸試驗研究
4.1 CFRP加固缺損鋼板的靜力拉伸試驗
4.1.1 試件設計與試驗材料
4.1.2 試驗量測與試驗結果分析
4.1.3 試驗參數(shù)分析
4.2 CFRP加固鋼板的粘結應力及有效粘結長度試驗
4.2.1 試驗材料
4.2.2 試件設計與制作
4.2.3 試驗現(xiàn)象
4.2.4 試驗結果及分析
4.2.5 粘結應力分析及有效粘結長度
4.2.6 試驗結論
參考文獻
第5章 CFRP加固鋼構件疲勞性能研究
5.1 CFRP加固含裂紋鋼板的疲勞試驗研究
5.1.1 試驗方案
5.1.2 試驗過程
5.1.3 試驗結果
5.2 十字形橫肋小試件疲勞應用試驗方案模擬研究
5.2.1 十字形橫肋小試件制作及試驗方案
5.2.2 十字形小試件CFRP疲勞加固有限元模擬
5.2.3 十字形小試件疲勞試驗結果分析
5.3 圓弧端模型試件疲勞應用試驗研究
5.3.1 圓弧端模型試件制作及試驗方案
5.3.2 碳纖維加固圓弧端模型試件試驗結果分析
5.3.3 碳纖維加固圓弧端模型試件疲勞有限元模擬
5.4 CFRP加固鋼梁的疲勞試驗研究
5.4.1 試驗方案
5.4.2 CFRP粘貼加固工藝
5.4.3 主要試驗結果
參考文獻
第6章 CFRP加固修復鋼結構的膠結性能
6.1 粘結機理
6.1.1 粘結的一般過程
6.1.2 粘結力的來源
6.2 粘結材料的選擇
6.2.1 第一階段：粘結材料的初選
6.2.2 第二階段：CFRP與鋼材之間的粘結性能
6.3 界面粘結力學分析
6.3.1 CFRP端部膠層界面脫膠分析
6.3.2 鋼梁疲勞裂紋處膠層界面局部脫膠分析
6.3.3 小結
6.4 耐久性研究
6.4.1 CFRP的耐老化性能
6.4.2 CFRP—鋼材粘結耐久性
參考文獻
第7章 CFRP修復鋼結構的影響因素
7.1 材料性能
7.1.1 鋼材
7.1.2 碳纖維增強復合材料
7.1.3 粘結材料
7.2 表面處理
7.2.1 鋼材的表面處理
7.2.2 CFRP材料的表面處理
7.3 CFRP與鋼之間的荷載傳遞
7.3.1 影響因素分析
7.3.2 改善荷載傳遞效果的措施
7.4 CFRP修復鋼結構的耐久性
7.4.1 水分的影響
7.4.2 熱老化
7.4.3 化學介質
7.4.4 應力作用
7.4.5 改善耐久性的途徑
7.5 碳纖維與鋼材的電偶腐蝕
7.5.1 電偶腐蝕的基本知識
7.5.2 國內外關于碳纖維增強復合材料與鋼材電偶腐蝕的試驗研究
7.5.3 碳纖維增強復合材料與鋼材電偶腐蝕的防護措施
7.6 本章小結
參考文獻
第8章 CFRP加固鋼結構的設計建議及算例
8.1 鋼結構加固原則
8.2 加固設計考慮的因素
8.3 加固設計的基本假定
8.4 材料選擇
8.5 加固設計方法
8.5.1 CFRP加固單軸拉伸構件
8.5.2 CFRP加固受彎構件
8.5.3 CFRP加固承受內壓的鋼管線
8.5.4 碳纖維疲勞加固方案應用設計模式
8.6 計算算例
參考文獻
第9章 CFRP加固修復鋼結構工程應用及檢驗方法
9.1 國內外CFRP加固修復鋼結構的工程實例
9.1.1 國外CFRP加固修復鋼結構的工程實例
9.1.2 國內CFRP加固修復鋼結構的工程實例
9.2 質量檢驗與驗收
9.2.1 目測法
9.2.2 敲擊法
9.2.3 超聲波法
9.2.4 質量驗收
9.3 CFRP加固修復鋼結構技術發(fā)展展望
參考文獻