濕熱環(huán)境和過(guò)載損傷作用下CFRP-鋼結(jié)構(gòu)粘結(jié)界面的耐久性研究.pdf

1、采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)加固修復(fù)鋼結(jié)構(gòu)，既可以發(fā)揮CFRP材料高強(qiáng)度、抗腐蝕和耐疲勞的優(yōu)點(diǎn)，也加速和便捷了施工過(guò)程。把CFRP板粘貼在鋼梁受拉損傷區(qū)的加固方式，能提高受損鋼結(jié)構(gòu)的承載力和疲勞性能。這種加固結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)是鋼與CFRP板的粘結(jié)層，而在實(shí)際工程中，特別是CFRP加固的鋼橋，經(jīng)常受超載車輛疲勞損傷和濕熱環(huán)境的影響，從而影響鋼與CFRP板的粘結(jié)性能。本文針對(duì)過(guò)載損傷和干濕濕熱環(huán)境下CFRP加固鋼結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能開(kāi)展了試驗(yàn)

2、研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)鋼和CFRP板搭接接頭的耐久性試驗(yàn)研究?？紤]了過(guò)載損傷和濕熱循環(huán)兩個(gè)因素，過(guò)載損傷通過(guò)300次的往復(fù)加載來(lái)實(shí)現(xiàn)，幅值為0.1～0.7倍極限承載力;濕熱循環(huán)通過(guò)大型干濕循環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，周期為24h，干燥時(shí)間14h，水環(huán)境試件10h，溫度40℃，通過(guò)在池水中加入3.5％的氯化鈉來(lái)模擬海洋環(huán)境。靜載拉伸試驗(yàn)結(jié)果顯示:濕熱循環(huán)90次和濕熱循環(huán)180次后試件破壞時(shí)的最大界面主應(yīng)力分別下降了32.4％和31.

3、9％，表明干濕循環(huán)對(duì)粘結(jié)界面性能有顯著地影響，但3個(gè)月后趨于穩(wěn)定;180次濕熱循環(huán)作用后，沒(méi)有過(guò)載損傷和有過(guò)載損傷試件的最大界面主應(yīng)力分別下降了31.9％和33.0％，表明濕熱循環(huán)后過(guò)載損傷對(duì)粘結(jié)性能的影響不明顯。
　　(2) CFRP板加固帶缺陷鋼梁的耐久性試驗(yàn)研究?？紤]了過(guò)載損傷和濕熱循環(huán)兩個(gè)因素。過(guò)載損傷通過(guò)400次的往復(fù)加載來(lái)實(shí)現(xiàn)，幅值為0.1～0.5倍膠層開(kāi)裂荷載;四點(diǎn)彎曲靜載試驗(yàn)結(jié)果顯示:未濕熱循環(huán)、90次濕熱循環(huán)和1

4、80次濕熱循環(huán)后過(guò)載損傷試件缺陷處膠層開(kāi)裂荷載比未損傷試件分別下降了8.6％、4.0％和4.5％，表明過(guò)載損傷對(duì)開(kāi)裂荷載有一定影響;未濕熱循環(huán)、90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后損傷試件極限荷載比未損傷試件分別下降了2.2％、-0.8％和3.6％，表明過(guò)載損傷對(duì)極限荷載的影響不明顯。沒(méi)有損傷的試件在90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后，極限荷載分別降低了7.4％和9.9％;而損傷試件在90次濕熱循環(huán)和180次濕熱循環(huán)后極限荷載分別下降了6