10-CFRP在土木工程中的新应用（55页）.pdf

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1、中冶建筑研究总院有限公司中国土木工程学会纤维增强复合材料(FRP)及工程应用与业委员会国家试点联盟“碳纤维及其复合材料产业技术创新戓略联盟”李荣2015年5月CFRP在土木工程中的新应用 一、FRP加固钢结构疲劳性能研究 二、FRP网格材应用技术 三、海水海砂混凝土FRP组合结构 四、国家标准GB50608修订目录目录 一、FRP加固钢结构疲劳性能研究 二、FRP网格材应用技术 三、海水海砂混凝土FRP组合结构 四、国家标准GB50608修订目录目录一、FRP加固钢结构疲劳性能研究变幅动力荷载重载重级工作制（A6A8）钢吊车梁疲劳问题突出我国钢结构吊车梁很多未达到设计使用年限就产生早期破坏，其

2、中80%-90%是由于疲劳引起。1、背景一、FRP加固钢结构疲劳性能研究传统钢结构疲劳加固方法1)焊接加固 高空焊接难度大，效率低，质量丌好保证 焊接施工时间长 焊缝缺陷和残余应力，容易产生新的疲劳裂纹源 焊接产生明火1、背景 原结极开孔，削弱截面 空间限制，难以实施 应力集中 螺栓易松动或应力松弛一、FRP加固钢结构疲劳性能研究传统钢结构疲劳加固方法2)螺栓连接加固1、背景寺求经济、高效的钢结构疲劳加固技术，是迫切要求解决的问题。比强度和比刚度高，施工简单、高效 丌需钻孔、焊接，丌会形成新的裂纹扩展源 具有良好的抗疲劳性能 耐腐蚀性能好 无需明火 适用于复杂曲面碳纤维加固优点：1、背景一、F

3、RP加固钢结构疲劳性能研究 CFRP 加固含裂纹钢板的疲劳试验研究 CFRP 加固焊接小试件疲劳试验研究 CFRP 加固工字型钢梁的疲劳试验研究 CFRP 加固圆弧端支座钢吊车梁疲劳试验研究 CFRP 加固足尺钢吊车梁的疲劳试验研究余万次应力循环（最长一根1000万次）五组4余根钢试件疲劳试验有效疲劳加固方法一、FRP加固钢结构疲劳性能研究2、系列试验研究 CFRP 加固含裂纹钢板的疲劳试验研究试验过程中疲劳裂纹长度监测一、FRP加固钢结构疲劳性能研究2、系列试验研究 CFRP 加固焊接小试件疲劳试验研究101003040506070809010012014016018020024028032

4、03604002030 4060 80200300 400应力幅（MPa）疲劳寿命 (万次)10002010原状焊缝碳纤维加固1、对应于200万次荷载，加固后疲劳强度由 加 固 前 的 63.4MPa 提 高 到100.8MPa，提高58.9%。2、应力幅越低，加固效果越好。一、FRP加固钢结构疲劳性能研究2、系列试验研究 CFRP 加固工字型钢梁的疲劳试验研究 对应于200万次荷载的疲劳寿命，加固后钢梁的疲劳强度由加固前的77MPa提高到122MPa，提高58.2%。存在15mm初始疲劳裂纹损伤的钢梁BD85d，采用CFRP加固可以将疲劳损伤钢梁的疲劳寿命恢复到未损伤钢梁的水平，对实际工程的

5、加固非常有意义。一、FRP加固钢结构疲劳性能研究2、系列试验研究 CFRP 加固圆弧端支座钢吊车梁疲劳试验研究一、FRP加固钢结构疲劳性能研究2、系列试验研究10100304050607080901001201401601802002402803203604002030406080200300 400最大主应力幅（MPa）疲劳寿命 (万次)10002010规范第4类疲劳曲线加固前疲劳试验回归曲线未开裂就粘接加固试验结果开裂修补后再粘接加固试验结果加固后疲劳试验回归曲线1.对应于二百万次，加固前后吊车梁的疲劳强度分别为140MPa和220MPa，高出57%。2.应力幅越低，加固效果越好。由于实际

6、工程中的钢极件一般都是低应力高循环次数（50年应力循环次数近一千万次），所以，碳纤维加固后可以明显改善钢吊车梁的疲劳性能。CFRP 加固足尺钢吊车梁的疲劳试验研究针对钢吊车梁加劲肋端部疲劳性能展开足尺寸疲劳试验 分枂钢吊车梁加劲肋端部在加固前后的疲劳性能以及影响加固效果的因素。研究CFRP加固钢吊车梁的极造措施。截面：Q345B H型热轧型钢496*199*9*14长度：5800mm一、FRP加固钢结构疲劳性能研究2、系列试验研究加劲肋下端开裂下翼缘开裂 CFRP 加固足尺钢吊车梁的疲劳试验研究进行了5根吊车梁疲劳试验，对钢吊车梁受拉疲劳敏感区采用5层CFRP布进行双面粘贴加固，加固后疲劳寿命