FRP抗屈曲加固钢构件受力性能研究

摘要

FRP加固混凝土结构已经得到了比较多的应用，但是用FRP来加固钢结构却刚刚兴起，近些年来引起广泛的关注。FRP具有良好的防腐蚀性能、高强度、良好的耐久性，因此在许多环境下有着传统加固方法所不具备的优势。在08年南方雪灾中很多输电塔结构出现失稳或垮塌，如何进行防屈曲加固成为一个急需解决的问题。本文主要研究了FRP加固双轴对称钢构件(以工字钢为例)以及加固钢支撑。
　　 第一组实验一共进行了5个105长细比和4个175长细比工字钢构件的试验。在试验中105长细比组构件中包含一个不加固构件，其余四个分别用FRP以不同的方式加固，加固后构件承载力的提高幅度大约在20％-30％之间。加固前的构件，达到峰值荷载以后荷载快速下降，但加固之后的构件，105长细比构件荷载还出现缓慢上升，175长细比构件，荷载平缓下降直至失稳，但下降幅度不大。这说明无论在提高承载力方面还是在提高延性方面，FRP加固都有良好的效果。
　　 第二组实验进行了4个钢支撑拉压往复荷载作用下的试验，目的是研究其滞回性能，对比承载力以及延性的提高，找出影响FRP加固效果的因素。第一个构件采用空管加固，其余三个外边缠绕FRP。试验结果表明，未剖开的FRP管加固效果延性良好，外管的整体性得到发挥。相对于第一个构件，后面三个试件的受拉承载力没有提高，但最大受压承载力提高大约50％，加固效果明显。但也有不足之处，用FRP加固钢支撑对其耗能改善情况并不是十分理想。
　　 在加固钢构件的方法中，采取了多种不同的加固方式，以对比不同加固方式对结果的影响。用FRP加固钢支撑后循环加载，与未加固构件相比加固后显示出了良好的受力性能。对于双轴对称的工字钢，构件加固后相比于加固前也出现了更好的延性和更高的承载力。在钢构件被加固后，其破坏模式发生一定改变，对于长细比较小的构件一般情况下是端部出现局部破坏，而对于长细比较大的构件还是以整体屈曲为主。