CFRP加固轴心受力钢结构构件的可靠性分析研究(2)

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Keywords: CFRP；Damage to reinforce；reliability；JC method；Lind separation method

第一章绪论 1

1.1背景 1

1.2 碳纤维加固技术的简介 1

1.3 碳纤维加固钢结构的研究现状 6

1.3.1 国外研究现状 6

1.3.2 国内研究状况 7

1.4 工程结构可靠性发展现状分析 8

1.4.1 国外工程结构可靠性发展现状 8

1.4.1 国内工程结构可靠性发展现状 9

1.5 本文主要研究任务 10

第二章 CFRP加固轴心受力钢构件的有限元分析 11

2.1 CFRP加固钢结构的强度性能分析 11

2.2 CFRP 加固金属结构的潜在破坏模式 12

2.3 受力分析 14

2.3.1 轴向压力分析 14

2.3.2 轴向拉力分析 16

2.4 CFRP加固钢结构的仿真建模方法 22

2.5 本章小结 34

第三章 CFRP加固轴心受力钢构件的可靠度分析 37

3.1 钢构件可靠度概述 37

3.1.1 概念定义 37

3.1.2可靠指标 38

3.2 可靠度指标的计算理论 40

3.2.1 验算点（JC）法 41

3.2.3 验算点（JC）法的优缺点 43

3.3 CFRP加固钢构件的可靠度分析 43

3.3.1 MATLAB的程序介绍 43

3.3.2 CFRP加固轴心受力钢构件的可靠度分析 44

3.3.1 CFRP加固轴心受压钢构件的可靠度分析 46

3.3.2 CFRP加固轴心受拉钢构件的可靠度分析 48

3.4 CFRP加固轴心受力钢构件的可靠度指标的影响因素 48

3.5 本章小结 50

第四章 CFRP加固轴心受力钢构件的分项系数 52

4.1 影响因素分析计算 52

4.1.1 单一系数 52

4.1.2 分项系数 52

4.2 CFRP加固轴心受力钢构件的分项系数 55

4.3 本章小结 57

第五章结论与展望 58

5.1 结论 58

5.2 展望 58

致谢 60

参考文献 61

第一章绪论

1.1背景

钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好，可利用空间大和可多次利用等突出优点。随着我国钢产量的不断提升以及国家可持续发展建筑的推广，近几年来，各类工业与民业建筑物、桥梁、隧道、压力容器、管道等均采用大量的钢制结构。大量的钢制结构在使用过程中会受到自然环境的侵蚀、外部荷载的作用或人为因素的破坏，材料的微观缺陷逐渐扩展汇合，从而导致材料在宏观力学性能上发生变化，不可避免的存在不同程度的损伤和破坏，不但使钢制结构的使用寿命大大缩短，而且安全性也会大大降低。上世纪中叶大量建设的钢结构厂房、桥梁和铁路，以及改革开放后钢结构建筑如雨后春笋般的剧增，到现阶段，大部分钢结构已经接近甚至超过使用年限。为了贯彻社会经济可持续发展的方针，这些损伤、缺陷、老化不十分严重的钢结构经过加固修复后能继续使用且具有一定可靠度的不应立马退役。因此这些结构采取合理有效并且经济的措施来改善受力性能，延长使用寿命就变得刻不容缓。把钢板焊接、螺接、铆接或者粘贴到结构损伤部位（即加大截面法）是比较传统的加固方法，他们都在不同程度上损伤了母材。FRP的出现为克服以往加固方法的不足提供了更经济有效的解决方案。FRP加固钢结构随之得到了发展，FRP尤其是CFRP修复钢结构是一种新型、高效、实用的结构修复技术。与传统的修复方法相比，CFRP修复钢结构具有明显的优势：如CFRP自重轻，性质稳定，不会改变或增加原构件的自重和原构件的截面尺寸，耐疲劳耐腐蚀，比刚度和比强度高，不削弱母材等。碳纤维（CFRP）加固钢结构使钢结构的加固技术进入了一个新的里程碑。