cfrp加固轴压方钢管柱稳定承载力试验研究

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1、万方数据摘要碳纤维复合材料(CFRP)加固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。目前，国外虽然有一些对CFRP加固轴一ti'受压钢柱的稳定性能试验，但研究中所使用的试件多为短柱或缩尺长柱，不能很好地模拟工程实际中常用的钢管长柱，且尚未形成一套系统完整的理论。本文通过试验研究与有限元软件分析，研究CFRP加固足尺轴心受压方钢管柱构件的稳定性能，并考虑CFRP纤维方向对加固效果的影响，提出修正后的CFRP加固轴心受压方管构件的稳定承载力验算公式，为工程应用提供了理论基础。本文在对比和总结国内外学者的大量研究成果后，确定以英国建筑工业研究与情报协会

2、(CIRIA)编写的CFRP加固钢结构设计指导手册((Strengtheningmetallicstructuresusingexternallybondedfibre-reinforcedpolymers))中的换算受压截面法计算公式为理论基础进行研究，提出CFRP加固后轴心受压钢构件极限稳定承载力理论计算公式；进行了1个足尺未加固方管试件和6个同尺寸CFRP加固方管试件的稳定承载力轴压试验，根据试验结果，考虑CFRP纤维方向对加固效果的影响，对CFRP加固后轴心受压构件极限稳定承载力理论公式进行初步修正；最后，利用ANSYS有限元分析软件建立了“壳一弹簧．壳”有限元模型，对

3、轴压试验进行了数值模拟，并对修正后的理论公式进行验证。本课题为国家标准“钢结构加固设计规范”资助课题，本文的研究成果为编制该标准提供了理论和试验依据。关键词：CFRP；空心方钢管长柱；轴心受压；稳定承载力；修正系数；有限元II万方数据ABSTRACTStrengtheningthesteelstructureswithCarbonFiberReinforcedPolymers(CFRP)isonekindofreinforcementtechnologieswhichhasuniqueadvantages．Ithasbecomeahotresearchissueathomean

4、dabroadrecently．Atpresent，thereareseveralresearchesonthestabilitycapacityofaxial-loadingsteelmembersstrengthenedwithCFRPsheets，especiallyonshortsteelcolumnsandreducedscalecolmnns．ButtheinsufficientresearchoflongsteelcolumnsstrengthenedwithCFRPisalimitationinformingthecompletereinforcementthe

5、ory．Thispapercorrectedtheexistingcalculationformulasbyexperimentalstudyandfiniteelementsoftwareanalysis，whichprovidetheoreticalbasisforengineeringapplication．Aftercomparingandsummarizingthemassiveresearchachievementsathomeandabroad，thispaperproposedthestabilitycapacitycalculationformulausing

6、theequivalentsectionmethodproposedbyBritishConstructionIndustryResearchandInformationAssociation(CIRIA)inStrengtheningMetallicStructuresUsingExternallyBondedFibre-reinforcedPolymers．ThenitconductedaxialloadingtestoffullscalesquarehollowsectionstructuralmembersstrengthenedwithCFRPsheets．Accor

7、dingtothetestresults，thispapercorrectedthestabilitycapacitycalculationformulaafterconsideringtheeffectofCFRPfiberorientation．Finally,thispapercarriedoutthenumericalsimulationanalysisofaxialloadingtestusingtheANSYSfiniteelementanalysissoftware．Thiss