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预应力CFRP绞线和钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯性能 被引量:4
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作者 王海涛 马明磊 +2 位作者 许国文 陈敏生 唐朝 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期58-63,共6页
为了探索碳纤维复材(CFRP)绞线在混凝土结构中的应用,采用CFRP绞线作为预应力筋,开展了预应力CFRP绞线和钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯性能试验研究。试验结果表明:平截面假定适用于混合配筋的混凝土梁;配置预应力CFRP绞线可以显著提高混... 为了探索碳纤维复材(CFRP)绞线在混凝土结构中的应用,采用CFRP绞线作为预应力筋,开展了预应力CFRP绞线和钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯性能试验研究。试验结果表明:平截面假定适用于混合配筋的混凝土梁;配置预应力CFRP绞线可以显著提高混凝土梁的抗弯承载力,相比于普通钢筋混凝土梁,混合配筋混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别提高了74%~146%、27%~48%和29%~50%,但混合配筋混凝土梁的延性明显降低;在混凝土压碎失效模式下,预应力水平和预应力CFRP绞线数量对延性影响并不明显;GB 50608—2020《纤维增强复合材料工程应用技术标准》中预应力纤维复材(FRP)筋混凝土梁的抗弯承载力计算公式可以应用于预应力CFRP绞线和钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯承载力计算。 展开更多
关键词 cfrp绞线 混凝土梁 混合配筋 预应力 抗弯性能
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内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能分析
2
作者 许伟 魏玉波 张海霞 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期317-326,共10页
研究内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能,分析偏压短柱受力过程,并修正偏压承载力的计算公式。利用有限元分析软件建立组合短柱模型并验证其有效性;基于有限元模拟结果对组合柱偏心承载力公式进行修正。当偏心率从0.33增大到0.65... 研究内置CFRP管的圆钢管再生混凝土短柱偏压性能,分析偏压短柱受力过程,并修正偏压承载力的计算公式。利用有限元分析软件建立组合短柱模型并验证其有效性;基于有限元模拟结果对组合柱偏心承载力公式进行修正。当偏心率从0.33增大到0.65时,组合柱的偏心承载力降低了35.3%,但其延性有所提高;当CFRP厚度从0增加到0.668 mm时,组合柱的偏心承载力提高了53.6%;CFRP厚度每增加0.167 mm,承载力提高了9.3%~13.7%,同时,组合柱的延性先增大后减小。随着再生骨料取代率的增加,组合柱的偏心承载力降低,而对其延性的影响相对较小;内置CFRP圆管的圆钢管再生混凝土短柱具有良好的偏压性能,修正的承载力公式可较好地计算其偏压承载力。 展开更多
关键词 cfrp 钢管再生混凝土 承载力公式 偏压 有限元分析
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CFRP不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁受弯性能试验及承载力计算
3
作者 陈宗平 黄禹铭 +2 位作者 周济 李柏均 区王生 《土木工程学报》 北大核心 2025年第9期64-85,共22页
为研究碳纤维增强聚合物(CFRP)-不锈钢海洋混凝土组合梁受弯力学性能,以腹板嵌入式外包U形不锈钢-珊瑚海水混凝土组合梁为基础,并以CFRP布粘贴层数与粘贴部位为变化参数,共制作6根组合梁,统称CFRP不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁。进行静力... 为研究碳纤维增强聚合物(CFRP)-不锈钢海洋混凝土组合梁受弯力学性能,以腹板嵌入式外包U形不锈钢-珊瑚海水混凝土组合梁为基础,并以CFRP布粘贴层数与粘贴部位为变化参数,共制作6根组合梁,统称CFRP不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁。进行静力加载试验,观察受力演变过程,获得各试验参数对试件受弯力学性能的影响规律。结果表明,试件表现为典型的弯曲破坏,均展现出较高水平的延展性,其中外贴2层CFRP布可使试件延性系数增长至4.98。不锈钢腹板开孔穿筋实现抗剪连接件-型钢一体化的设计方式使得所有试件满足平截面假定与全剪切连接,进而表现出优秀的协调性与整体性。随着内贴层数为1~2层,试件极限承载能力提升12.30%与30.38%,弹性刚度提升27.37%与134.54%,延性系数提升37.33%与46.67%,综上结果建议内贴CFRP布。此外,试验得出的内贴1层与外贴1层CFRP布所带来的试件极限承载能力与弹性刚度增强值,可作为准确预估粘贴多层CFRP布工况下对应力学性能影响参数的基本量。最后,简化连续强度法计算不锈钢珊瑚海水混凝土T形梁极限抗弯承载能力,建立CFRP布不同粘贴工况下试件的极限抗弯承载能力计算公式。 展开更多
关键词 不锈钢 cfrp 组合梁 受弯性能 承载力计算
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预应力CFRP布置方式对加固含复合型边裂纹钢结构的疲劳性能影响
4
作者 叶华文 张超凡 +2 位作者 邓加林 何建希 邓雪峰 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期82-92,共11页
为提高预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)对疲劳开裂钢结构的加固效率,以预应力CFRP加固含复合型边裂纹受拉钢板为研究对象,通过既有疲劳试验和裂纹扩展有限元模拟进行不同预应力CFRP布置方式加固的预裂受拉钢板的裂纹扩展行为以及疲劳寿... 为提高预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)对疲劳开裂钢结构的加固效率,以预应力CFRP加固含复合型边裂纹受拉钢板为研究对象,通过既有疲劳试验和裂纹扩展有限元模拟进行不同预应力CFRP布置方式加固的预裂受拉钢板的裂纹扩展行为以及疲劳寿命研究。结果表明:相比CFRP加固量和初始裂纹尺寸,预应力CFRP布置方式对含复合型边裂纹钢板的裂纹扩展行为的影响最显著;沿名义主拉应力方向布置预应力CFRP的裂纹扩展驱动力消减率比垂直于初始裂纹长度方向布置的高1倍,疲劳寿命提高率则高约3倍,并随着预应力水平的增加,沿主拉应力方向布置的加固优势更加明显;在CFRP加固刚度比为0.18、钢板预压应力为30 MPa情况下,沿名义主拉应力方向布置的预应力CFRP可提高疲劳寿命超百倍,加固效率比非预应力CFRP高5倍以上。 展开更多
关键词 钢结构 加固 预应力cfrp 布置方式 复合型边裂纹 扩展行为 疲劳寿命
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保护层剥离行为对CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁性能的影响
5
作者 唐文龙 曹峰 +2 位作者 易金 钟立恒 夏海龙 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期225-234,共10页
【目的】合理且准确地阐述碳纤维增强基复合材料(CFRP)在加固锈蚀钢筋混凝土受弯构件时的力学行为和破坏机理,对于深入研究并提升CFRP加固技术在增强锈蚀钢筋混凝土结构的力学性能和耐久性方面至关重要。【方法】结合声发射监测技术对... 【目的】合理且准确地阐述碳纤维增强基复合材料(CFRP)在加固锈蚀钢筋混凝土受弯构件时的力学行为和破坏机理,对于深入研究并提升CFRP加固技术在增强锈蚀钢筋混凝土结构的力学性能和耐久性方面至关重要。【方法】结合声发射监测技术对不同锈蚀程度的钢筋混凝土梁进行了CFRP加固后的抗弯性能试验研究,通过综合分析挠度、钢筋应变、碳纤维应变以及声发射信号特征等关键指标,揭示了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁的力学特征。【结果】结果表明:CFRP加固效果与钢筋的锈蚀程度紧密相关,在加固方法确定的情况下,随着钢筋锈蚀率的增加,由于钢筋与混凝土之间的粘结性能退化,导致“拉拱”效应加剧,CFRP的加固效果逐渐降低。【结论】混凝土保护层的剥离与脱落使CFRP与混凝土的“拉拱”效应比钢筋表现更为显著,对试验梁的整体力学性能产生了更大的影响。此外,声发射监测信号特征与力学试验指标相结合,能够更全面地反映试验梁在各个受力阶段的力学响应,为CFRP加固锈蚀钢筋混凝土结构的评估和设计提供了有力的技术支持。 展开更多
关键词 锈蚀钢筋混凝土 碳纤维 声发射 “拉拱”效应 变形 力学性能
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基于OpenSees平台的CFRP加固震损矩形钢管再生混凝土柱抗震性能研究
6
作者 彭胜 陈乃萌 +1 位作者 许成祥 伍彩 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第3期114-122,共9页
为了研究CFRP加固震损矩形钢管再生混凝土(rectangular recycled aggregate concrete-filled steel tube,RRACFST)柱的抗震性能,建立了RRACFST柱地震损伤后塑性铰的理论计算公式,通过OpenSees平台开展了CFRP加固震损RRACFST柱抗震性能... 为了研究CFRP加固震损矩形钢管再生混凝土(rectangular recycled aggregate concrete-filled steel tube,RRACFST)柱的抗震性能,建立了RRACFST柱地震损伤后塑性铰的理论计算公式,通过OpenSees平台开展了CFRP加固震损RRACFST柱抗震性能模拟和影响因素分析。通过试验值与模拟值比较,发现二者吻合较好,说明OpenSees模拟平台能够较好地研究CFRP加固震损RRACFST柱的抗震性能。构建的RRACFST柱地震损伤后塑性铰理论计算公式,能够为该类结构的抗震加固设计提供理论依据。塑性铰理论公式的限制和边界条件包括再生粗骨料取代率∈[0,100%]、混凝土强度∈[C30,C60]、轴压比∈[0,0.7]、钢材强度∈[Q235,Q420]、钢管厚度∈[2mm,6mm]和长细比∈[7.5,12]。CFRP加固重度损伤RRACFST柱抗震性能最佳参数组合包括再生粗骨料取代率为50%,混凝土强度为C40,轴压比为0.3,钢材强度为Q345级,钢管厚度为3mm以及长细比为7.5。 展开更多
关键词 矩形钢管再生混凝土柱 cfrp加固 塑性铰 OpenSees平台 抗震性能
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温/热成形Steel/CFRP构件的宏微观缺陷及其成形机理 被引量:2
7
作者 李富柱 陆铭 +2 位作者 郭玉琴 吴雪莲 朱新峰 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期741-747,共7页
对温热成形工艺制造的Steel/CFRP复合材料盒形件进行宏、微观缺陷观察,分析其缺陷形成机理。采用高压水射流切割技术在Steel/CFRP盒形件不同部位取样,以测量其壁厚分布,并进行微观界面观察。研究发现:Steel/CFRP盒形件典型的宏观缺陷主... 对温热成形工艺制造的Steel/CFRP复合材料盒形件进行宏、微观缺陷观察,分析其缺陷形成机理。采用高压水射流切割技术在Steel/CFRP盒形件不同部位取样,以测量其壁厚分布,并进行微观界面观察。研究发现:Steel/CFRP盒形件典型的宏观缺陷主要包括:起皱、贫树脂区及富树脂区形成、厚度分布不均匀等。微观缺陷主要包括:孔隙、纤维束边界、裂缝、纤维断裂等。基于对上述缺陷形成机理的分析,提出可能采用的缺陷控制措施,如采用分段压边圈、单面预浸料、可提供侧压力的模具、适当的压延筋布置和铺层设计等,以改进Steel/CFRP构件成形质量,提高其服役安全性。 展开更多
关键词 steel/cfrp构件 温/热成形 宏/微观缺陷 成形机理
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CFRP布混合粘贴形式界面剪切性能试验 被引量:2
8
作者 付一小 叶见曙 马莹 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期97-102,共6页
为了研究CFRP布混合粘贴的界面粘结性能,设计了4组自锚式面内双剪试验.根据界面剪应力的发展规律,将CFRP布混合粘贴中碳纤维布由初始受力至破坏的过程划分为3个阶段.试验考虑了碳纤维布不同的粘贴长度因素,分析试验中的破坏形式、破坏... 为了研究CFRP布混合粘贴的界面粘结性能,设计了4组自锚式面内双剪试验.根据界面剪应力的发展规律,将CFRP布混合粘贴中碳纤维布由初始受力至破坏的过程划分为3个阶段.试验考虑了碳纤维布不同的粘贴长度因素,分析试验中的破坏形式、破坏过程和界面粘结性能.研究表明CFRP布混合粘贴形式中的钢板锚固件提高了CFRP-混凝土界面的粘结强度,将破坏形态由碳纤维布的剥离破坏转变为碳纤维布的断裂破坏,极大地的提高了碳纤维布材料的强度利用率.碳纤维布在未剥离阶段其界面粘结性能较为稳定,钢板锚固件对碳纤维布的初始剥离影响较小;在碳纤维布持续剥离阶段,钢板锚固件可以延缓碳纤维布的剥离,使得界面粘结强度提高18.02%. 展开更多
关键词 cfrp混合粘贴 面内剪切试验 钢板锚固件 界面粘结性能 机械锚固
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内置CFRP管的钢管再生混凝土短柱轴压性能研究 被引量:1
9
作者 许伟 李亚静 张海霞 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期830-838,共9页
目的研究不同截面形式下,内置CFRP管的钢管再生混凝土短柱力学性能。方法利用有限元软件建立试件模型,验证模型的正确性,在此基础上,建立组合短柱模型,分析CFRP层数、钢管厚度、再生骨料取代率对不同截面形式下组合柱力学性能的影响。... 目的研究不同截面形式下,内置CFRP管的钢管再生混凝土短柱力学性能。方法利用有限元软件建立试件模型,验证模型的正确性,在此基础上,建立组合短柱模型,分析CFRP层数、钢管厚度、再生骨料取代率对不同截面形式下组合柱力学性能的影响。结果增加CFRP层数和钢管厚度可以提高组合短柱的极限承载力和位移延性系数;改变再生骨料取代率,对组合短柱力学性能的影响较小;改变截面形式,圆截面短柱的力学性能优于方截面短柱。结论在工程设计中,使用该组合短柱时建议组合柱内置两层CFRP,截面形式建议优先考虑圆截面;若需提高组合柱承载力,建议采用增加钢管厚度的方式。 展开更多
关键词 外截面形式 cfrp层数 钢管厚度 再生骨料取代率
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极端湿热环境对CFRP/钢界面性能的影响 被引量:2
10
作者 李传习 司睹英胡 高有为 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期757-763,共7页
为掌握极端湿热环境下CFRP/钢界面性能的退化机理,用Sika-30胶黏剂制作了12个CFRP/钢双搭接试件,并在70℃的模拟海水中浸泡不同时间后进行拉伸剪切试验.结果表明:CFRP/钢双搭接试件的破坏模式受浸泡时长的影响较小;CFRP/钢界面平均抗剪... 为掌握极端湿热环境下CFRP/钢界面性能的退化机理,用Sika-30胶黏剂制作了12个CFRP/钢双搭接试件,并在70℃的模拟海水中浸泡不同时间后进行拉伸剪切试验.结果表明:CFRP/钢双搭接试件的破坏模式受浸泡时长的影响较小;CFRP/钢界面平均抗剪强度随浸泡时长呈先上升后下降趋势;浸泡90 d后,CFRP/钢界面平均抗剪强度较未浸泡试件下降了35.6%. 展开更多
关键词 cfrp/钢 破坏模式 黏结滑移本构关系 抗剪强度
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侧向冲击荷载作用下CFRP型材-方钢管混凝土柱的动力响应 被引量:2
11
作者 李帼昌 李晓 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期50-56,共7页
为了研究CFRP型材-方钢管混凝土固简柱的抗侧向冲击性能,采用水平撞击装置对3个CFRP型材-方钢管混凝土柱进行侧向冲击试验.根据柱的破坏模式、局部变形、整体变形及冲击力分析柱的动力响应,研究了CFRP型材、边界条件、冲击能量与冲击冲... 为了研究CFRP型材-方钢管混凝土固简柱的抗侧向冲击性能,采用水平撞击装置对3个CFRP型材-方钢管混凝土柱进行侧向冲击试验.根据柱的破坏模式、局部变形、整体变形及冲击力分析柱的动力响应,研究了CFRP型材、边界条件、冲击能量与冲击冲量对试件动力响应的影响规律.结果表明,CFRP型材-方钢管混凝土固简柱呈现弯曲破坏,具有良好的抗冲击性能,且随着支座约束能力的增大,抗侧向冲击性能增大.增加单位冲击冲量可使悬臂试件的峰值位移下降7%,而两端固支试件峰值位移仅变化1%.随着支座约束能力的下降,冲击冲量对试件变形的影响程度增大.在钢管混凝土固简试件中内置CFRP型材可使冲击位置处峰值位移下降9%,且降低程度随着支座约束能力的下降而增加. 展开更多
关键词 钢管混凝土 cfrp 侧向冲击 动力响应
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CFRP-PCPs复合筋加固钢-混组合梁负弯矩区抗裂试验与理论计算 被引量:3
12
作者 邓宇 凌道远 倪淼 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第5期66-75,共10页
为解决钢-混组合梁负弯矩区混凝土板易开裂而造成刚度减弱的行业难题,以预制的CFRP-PCPs(carbon fibre reinforced polymer-prestressed concrete prisms)复合筋作为中支座的腹筋,并以复合筋的数量、预应力张拉水平和截面尺寸为主要参... 为解决钢-混组合梁负弯矩区混凝土板易开裂而造成刚度减弱的行业难题,以预制的CFRP-PCPs(carbon fibre reinforced polymer-prestressed concrete prisms)复合筋作为中支座的腹筋,并以复合筋的数量、预应力张拉水平和截面尺寸为主要参数设计制作了五根复合筋钢-混组合连续梁和一根普通组合连续梁,研究其在单跨单点荷载下负弯矩区的抗裂性能。结果表明:复合筋能显著增强中支座截面刚度,对负弯矩区的裂缝控制能力提升显著;与普通组合梁相比,复合筋梁的开裂荷载提高近30%,裂缝数量与裂缝宽度减少近50%;复合筋面积是提高裂缝控制能力的主要因素,预应力水平和截面尺寸对开裂荷载的影响较弱;复合筋的开裂荷载与预应力水平、面积正相关,其中预应力水平是影响复合筋效用时长的关键因素。基于现有理论和试验数据,本文提出CFRP-PCPs复合筋钢-混组合梁负弯矩区开裂荷载和复合筋的开裂荷载计算公式,计算结果与试验值较为吻合,可为复合筋在钢-混组合梁桥实际工程中应用提供参考。 展开更多
关键词 cfrp-PCPs复合筋 钢-混组合梁 负弯矩区 抗裂性能 复合材料
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CFRP-钢箱混凝土变截面新型跨座式轨道梁设计优化 被引量:1
13
作者 申彦利 韩建棒 杜鹏 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第7期195-198,203,共5页
为满足新型跨座式单轨系统需求,提出一种碳纤维复合材料(CFRP)-钢箱混凝土组合轨道梁形式。通过数值模拟试验,探究钢箱上室混凝土厚度对荷载作用下的钢箱混凝土轨道梁跨中顶面、底面、上室混凝土最大应力及竖向挠度的影响,得出钢箱上室... 为满足新型跨座式单轨系统需求,提出一种碳纤维复合材料(CFRP)-钢箱混凝土组合轨道梁形式。通过数值模拟试验,探究钢箱上室混凝土厚度对荷载作用下的钢箱混凝土轨道梁跨中顶面、底面、上室混凝土最大应力及竖向挠度的影响,得出钢箱上室混凝土的适宜厚度;在此基础上考虑运行维护阶段轨道梁抗弯性能需求,通过梁底粘贴预应力CFRP提高其抗弯性能,经分析得出钢箱混凝土变截面组合轨道梁跨中竖向挠度随梁底粘贴CFRP长度的变化趋势并给出CFRP-钢箱混凝土轨道梁的设计建议。研究结果表明:该CFRP-钢箱混凝土变截面新型跨座式单轨轨道梁抗弯性能良好,可满足实际工程需要。 展开更多
关键词 跨座式单轨轨道梁 钢箱混凝土 cfrp 体外预应力
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内置工字型CFRP型材高强圆钢管高强混凝土轴压短柱组合效应分析 被引量:1
14
作者 李帼昌 西志远 李晓 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期1-9,共9页
目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示... 目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示构件各组成部分之间的相互作用和工作机理,评估CFRP配置率、钢材屈服强度、混凝土抗压强度、约束效应系数对组合效应的影响。结果 在高强圆钢管高强混凝土柱中内置CFRP型材,对构件的延性及安全裕度有显著提高,并改善了高强圆钢管对高强混凝土的约束,提高了构件的组合效应。结论 CFRP配置率控制在5.9%~8.4%,约束效应系数在1.2~1.4,钢材屈服强度不大于770 MPa时,构件中三种材料组合效应最佳。 展开更多
关键词 轴压短柱 高强圆钢管高强混凝土 cfrp型材 约束机理 组合效应
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基于断裂力学的横隔板弧形切口CFRP加固参数研究
15
作者 宋旭明 罗祥威 +1 位作者 季苏瑶 唐冕 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1046-1055,共10页
横隔板弧形切口疲劳开裂为正交异性钢桥面板的主要疲劳病害之一。为研究该部位的疲劳性能,分析碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)参数对加固效果的影响,首先,建立钢梁节段模型,在弧形切口应力幅最大处引入初始... 横隔板弧形切口疲劳开裂为正交异性钢桥面板的主要疲劳病害之一。为研究该部位的疲劳性能,分析碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)参数对加固效果的影响,首先,建立钢梁节段模型,在弧形切口应力幅最大处引入初始裂纹,基于断裂力学理论得到疲劳荷载作用下横隔板弧形切口处的开裂模式及疲劳寿命;然后,建立CFRP板加固模型,改变各加固参数,对比不同初始裂纹条件下裂纹扩展过程中的应力强度因子变化规律,探究CFRP板长度、宽度、厚度、弹性模量以及胶层剪切模量等参数对加固效果的影响;最后,给出推荐加固参数组合。研究结果表明:横隔板弧形切口处疲劳裂纹为I型裂纹,疲劳寿命约为576.42万次;CFRP板加固能有效降低裂纹尖端应力强度因子幅值,但是CFRP板长度与宽度存在加固的临界尺寸,当尺寸大于这一临界值时,其对加固效果影响极小;CFRP板厚度、胶层剪切模量对加固效果的影响随参数增大而逐渐减弱;采用长×宽×厚为45.0 mm×30.0 mm×2.0 mm、弹性模量为460 GPa的CFRP板进行加固后,裂纹将不再扩展,疲劳寿命显著提高。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 弧形切口 断裂力学 疲劳性能 cfrp加固 参数分析
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工字形CFRP-高强圆钢管高强混凝土中长柱偏心受压性能研究
16
作者 李帼昌 王宁波 李晓 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期961-972,共12页
目的为避免材料浪费,减小构件截面尺寸,将CFRP型材与高强圆钢管高强混凝土进行结合,形成工字形CFRP型材-高强圆钢管高强混凝土构件,并研究其在偏心受压状态下的力学性能。方法采用试验和有限元相结合的方法对组合构件的工作机理和破坏... 目的为避免材料浪费,减小构件截面尺寸,将CFRP型材与高强圆钢管高强混凝土进行结合,形成工字形CFRP型材-高强圆钢管高强混凝土构件,并研究其在偏心受压状态下的力学性能。方法采用试验和有限元相结合的方法对组合构件的工作机理和破坏模态进行研究,选取典型构件进行受力全过程以及变参数分析。结果典型构件荷载-挠度曲线可分为弹性段、弹塑性段、塑性强化段和下降段;CFRP型材在弹塑性段后承担荷载比例逐渐增加且能够与钢管协同工作,对混凝土形成双重约束,提高构件的极限承载力;长细比、偏心率对构件的极限承载力、初始刚度、延性影响较为明显,钢材屈服强度、混凝土强度、含钢率、CFRP配置率影响较小。结论试件受力过程中变形较为稳定,延性较好,试件的变形符合平截面假定。 展开更多
关键词 工字形cfrp型材 高强圆钢管 高强混凝土 偏心受压
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CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱的设计方法研究
17
作者 王志滨 宋培 +2 位作者 徐辉 邱瑞明 张健斌 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期22-33,共12页
进行了17个CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱和8个对比试件的轴压试验,探究不锈钢种类、箍筋间距、CFRP厚度、PE厚度对该类组合柱的破坏模态、荷载-应变曲线、极限应变、极限承载力、延性的影响规律.试验结果表明:在CFRP和混凝土间设置PE垫... 进行了17个CFRP-PE-不锈钢筋混凝土短柱和8个对比试件的轴压试验,探究不锈钢种类、箍筋间距、CFRP厚度、PE厚度对该类组合柱的破坏模态、荷载-应变曲线、极限应变、极限承载力、延性的影响规律.试验结果表明:在CFRP和混凝土间设置PE垫层能提高该类组合短柱的延性和变形能力,并降低其承载力;增大CFRP厚度可提高其承载力和极限应变,但试件表现出增大的脆性;减小箍筋间距或增大钢筋强度可显著提高其承载力、峰值应变和延性.建立了有限元模型,有限元分析表明:增大PE厚径比会显著提高该类组合短柱的变形能力和延性,并降低CFRP对其承载力的影响;增大配箍率、不锈钢强度、CFRP抗拉强度、CFRP厚度可提升该类组合短柱的极限应变与承载力;提高混凝土强度会提高该类组合短柱的峰值承载力,但降低其极限应变.最终建议了该类组合短柱的延性设计方法、承载力模型和极限应变模型. 展开更多
关键词 cfrp-PE-不锈钢筋混凝土 PE垫层 延性设计 承载力模型 有限元模型
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内置工字形CFRP的高强圆钢管高强混凝土纯弯构件抗弯刚度研究
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作者 李帼昌 张雪芳 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期385-394,共10页
目的研究内置工字形CFRP型材高强圆钢管高强混凝土纯弯构件的抗弯刚度,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法设计3个CHCFHST-CFRP构件,对其进行纯弯试验;应用ABAQUS有限元软件建立了纯弯构件数值模型,在数值模拟结果与试验结果吻... 目的研究内置工字形CFRP型材高强圆钢管高强混凝土纯弯构件的抗弯刚度,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法设计3个CHCFHST-CFRP构件,对其进行纯弯试验;应用ABAQUS有限元软件建立了纯弯构件数值模型,在数值模拟结果与试验结果吻合的基础上,分析各参数对构件抗弯刚度的影响;并且推导了适用于纯弯构件的抗弯刚度和挠度计算公式。结果试件均未出现断裂,钢管也未产生局部鼓曲,卸载后纯弯段有明显回弹;随着混凝土强度、钢管壁厚和型材尺寸的增长,构件抗弯刚度略有增长;与未配置CFRP型材的构件相比,配置CFRP型材后构件的抗弯刚度有了明显的增长。结论试件整体呈弯曲破坏模态,具有良好的变形能力,具有较强的耗能能力及刚度退化能力;利用笔者推导的公式得到的计算值与试验结果吻合较好,公式可用来计算此类构件的抗弯刚度与挠度。 展开更多
关键词 工字形cfrp型材 高强圆钢管高强混凝土 抗弯刚度 计算公式
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Al/CFRP混合薄壁结构耐撞性能可靠性优化设计 被引量:1
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作者 张正峰 宋小雨 +2 位作者 袁晓磊 陈文娟 张伟东 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期720-730,共11页
轻量化是实现汽车产业向安全、节能、环保发展的一个重要途径。Al/CFRP (carbon fiber reinforced plastic,碳纤维增强复合材料)混合材料能够在提升轻量化效果的同时兼顾材料成本和结构耐撞性能。为探索方形截面Al/CFRP混合薄壁结构的... 轻量化是实现汽车产业向安全、节能、环保发展的一个重要途径。Al/CFRP (carbon fiber reinforced plastic,碳纤维增强复合材料)混合材料能够在提升轻量化效果的同时兼顾材料成本和结构耐撞性能。为探索方形截面Al/CFRP混合薄壁结构的最佳组合方式,首先,制备了Al方管、CFRP方管和Al/CFRP混合方管,并开展准静态压溃实验。然后,建立能够精确模拟Al/CFRP混合方管压溃响应的有限元模型。最后,将试验设计方法、代理模型技术、多目标优化算法和蒙特卡罗模拟技术相结合,对Al/CFRP混合方管分别进行多目标确定性与可靠性优化设计,并对效果较好的可靠性优化解进行仿真验证。准静态压溃实验结果表明,Al/CFRP混合方管具有优异的耐撞性能;优化结果表明,可靠性优化解的约束可靠度相比于确定性优化解提高了10.96%,大大降低了失效概率,具有更强的实用性。研究结果有望对Al/CFRP混合薄壁吸能构件的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 Al/cfrp(碳纤维增强复合材料)混合材料 有限元分析 可靠性 优化设计
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CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点力学性能正交试验研究 被引量:2
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作者 郭轩 徐忠根 +1 位作者 赵亚涛 钟丹云 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期847-856,共10页
为了明确异型截面钢填板对节点性能的影响,为木结构异型钢填板螺栓节点提供安全性的设计经验,提出CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点,在正交试验设计条件下开展单轴顺纹拉伸试验研究.试验发现,节点具有多种受力特征,包括木构件剪切破坏、... 为了明确异型截面钢填板对节点性能的影响,为木结构异型钢填板螺栓节点提供安全性的设计经验,提出CFRP-木结构波纹钢填板螺栓节点,在正交试验设计条件下开展单轴顺纹拉伸试验研究.试验发现,节点具有多种受力特征,包括木构件剪切破坏、顺纹向张开型断裂(TL断裂)、端部顺纹压溃、CFRP断裂和螺栓弯折等形式;节点在受力过程中没有明显屈服阶段,主要经历线弹性阶段、断裂失效过渡阶段和断裂失效阶段.通过正交参数分析得到不同因素对所提节点主要力学性能的影响程度及规律.结果表明:各因素对极限强度和延性的影响比对弹性刚度的影响显著,且波角和波高为主要影响因素.极限强度与波角负相关且随着波高的增大呈波动变化,延性与波角和波高负相关. 展开更多
关键词 木结构 波纹钢填板 螺栓节点 cfrp 正交试验
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