CFRP加固轴心受压方钢管短柱局部稳定性试验研究

摘要

钢结构建筑是一种新型节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”。其重量轻、跨度大、节能环保、能循环使用等优点促使钢结构在我国现代化经济建设中的应用越来越多。但随着使用时间的推移，钢结构因锈蚀、超载或灾害等因素会导致结构安全性能下降。因此如何加固修复钢结构一直以来都是土木工程领域研究的一项重要课题。CFRP加固修复钢结构技术作为一种具有独特优势的加固方法，近年来成为国内外学者研究的热点。现阶段国内外学者对CFRP加固偏心受压钢管柱稳定性有一定研究，但对轴心受压方钢管柱稳定性研究较少。因此针对现阶段研究存在的不足，本文开展了轴心受压方钢管柱局部稳定性试验研究。
　　本文开展了24根CFRP加固轴压方钢管柱试验，主要工作如下:
　　(1)研究轴心受压方钢管柱局部失稳的破坏机理;
　　(2)研究宽厚比对方钢管柱破坏模式的影响;
　　(3)研究CFRP纵贴和环贴两种加固方向的加固机理;
　　(4)研究方钢管柱采用CFRP不同加固方向时，长细比对其极限承载力提高幅度的影响，并得到可用于工程设计的量化分析结果;
　　(5)通过ANSYS软件建立“壳-弹簧-壳”有限元分析模型，将模型计算结果与试验结果进行对比，验证试验的准确性和有限元分析模型的有效性。
　　本文研究内容为我国新编国家标准《钢结构加固设计规范》和相关工程设计方法提供理论分析和试验依据。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 钢结构加固现状研究

1．2．1 钢结构加固原因

1．2．2 钢结构加固的主要方法

1．2．3 传统钢结构加固方法的不足

1．2．4 CFRP加固钢结构的优势与加固现状

1．2．5 国内关于CFRP加固受压钢结构的研究

1．2．6国外关于CFRP加固受压钢结构的研究

1．3 课题来源及本文主要内容

第二章 轴心受压构件的板件稳定性分析

2．1 方钢管局部稳定性分析

2．1．1 板件的弹性屈曲应力

2．1．2 板件间的相互作用

2．1．3 板件的弹塑性屈盛应力

2．1．4 板件的宽厚比限值

2．2 方钢管稳定性问题分析原则

第三章 方钢管短柱局部稳定性试验设计及准备

3．1 引言

3．2 CFRP加固轴心受压钢管柱试验

3．2．1 试验方案

3．2．2 试验设备

3．2．3 主要材料特性

3．2．4 方钢管试件的制作

3．2．5 加载方案

3．2．6 主要测试内容

第四章 方钢管短柱局部稳定性试验结果及数据分析

4．1 初始缺陷概念

4．2 初始几何缺陷测量结果

4．3 试验现象

4．3．1 A组试验现象

4．3．2 B组试验现象

4．4 试验结果分析

4．4．1 方钢管柱平均应力-应变关系曲线分析

4．4．2 方钢管柱荷载-应变关系曲线分析

4．4．3 CFRP荷载-应变关系曲线分析

4．4．4 极限承载力分析

4．5 本章小结

第五章 CFRP加固轴压方钢管短柱局部稳定性有限元分析

5．1．1 模型单元的选择

5．1．2 施加约束条件

5．1．3 网格划分

5．1．4 材料本构关系

5．1．5 约束和荷载

5．1．6 初始几何缺陷的施加

5．2 破坏模式与试验对比

5．3 有跟元承载力模拟结果与试验对比

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况