碳纖維復合材料改善鋼結構疲勞性能研究現狀 zund G3 M-2500-車輛圖形台中雷射雕刻－李佳真焦點新聞熱搜

疲勞損傷是鋼結構失效的重要原因，現有的補強及止裂方法存在各自的缺點，而碳纖維復合CFRP)材料輕質高強，疲勞性能好，采CFRP材料補強能夠避免打孔、焊接等過程，具有其他方法所不能比擬的優點。通過對國內外關于CFRP材料改善鋼結構疲勞性能的試驗研究、數值模擬、參數分析等方面的研究現狀及其成果的總結分析，表明CFRP材料對鋼結構疲勞性能有明顯的改善作用。已有的試驗研究主要集中在梁式試件、板式試件和部分焊接接頭三類試件；數值模擬基于斷裂力學理論展開，采用有限元和邊界元兩種方法。但由于研究對象缺乏普遍性，分析方法存在重要假定，有關鋼結構焊接接頭疲勞性能補強方面的研究有待進一步加強，以便指導工程之用。
　　建筑業研究和信息協會（nstruction Industry Research and Information Association, CIRIAC)報告指出，范圍內有大量建于19世紀末20世紀初的金屬結構基礎設施，包括工業建筑、橋梁、高架橋、地鐵等。隨著我國經濟的不斷發展，鋼結構和鋼一混凝土組合結構應用于橋梁和房屋建筑物也越來越普及。這些建筑結構在使用過程中由于荷載和外界因素的作用會產生各種損傷，如焊接鋼橋的疲勞裂紋、環境腐蝕等，從而影響其使用功能，甚至造成災難性的事故，如韓國圣水大橋事故、美國威斯康星州Hoan大橋斷裂事故。事故調查表明，疲勞損傷累積是裂紋出現和發展的主要原因，進而造成大橋的突然斷裂。
　　工程師們采取各種補強方法，如焊接修補、螺栓連接、粘鋼法以及新近出現的粘貼碳纖維復合材料Carbon Fibre Reinforced Polymer CFRP）法對疲勞損傷的結構進行補強。傳統鋼結構補強方法多為通過螺栓或焊接額外增加鋼板，有以下缺點：所需勞動力大，時間長；需要額外鉆子L或增加連接板，在施工過程中，需要支撐鋼板；存在板端部焊縫疲勞破壞的可能；重量增加而導致構件承載力不足或變形增大；鉆孑L導致構件截面削弱，產生新的應力集中等；對現場設備要求較高，不便于施工。
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