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作者:叶华文;张超凡;邓加林;何建希;邓雪峰;
单位:西南交通大学土木工程学院;西南交通大学桥梁智能与绿色建造全国重点实验室;成都市市政工程设计研究院有限公司;
摘要: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。
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
基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFB2604400,2023YFB2604403);; 国家自然科学基金资助项目(52278219);; 中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2023-专项-02)