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8.4 抗疲】劳加固
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8.4.1 !。根据现行国家—标准:钢结构设《计标:准GB 5》0017对于工业与!。民用房屋和一—般构筑物的钢结构】中直接承受动力荷】载重复作用的—钢结构构件及其连接!。当应:力循:环次数n大于或等于!5×:104次时判—。断是否符合容许应】。力幅的要求;根【据现行行业》标准公路钢》结构桥梁设计规范】JTG D6—4对于公路桥涵钢结!。构中:承,受动应力的结构【构件或连《接件判断是》否符合?疲劳强?度的要求《。;根据现行行业【。标准铁路桥》。梁钢结构设计规范】TB 10091】对于铁路桥梁钢【结构:中承受动荷》载的:结构构件或连—接判断?。是,否,符合容许应力幅的】。。规定
! 由于碳纤【维复材比其他纤维复!材弹性模《量高疲劳加固效果】更好所以宜采用碳纤!。维复材对《钢结构进行疲—劳,加,固英国指《南Streng【 thening】 Highway】 Structur!es U《sing E—xtern》ally Bo【nd:ed Fiber】 Reinfo【rc:ed: Po?lym?er(BD —85:/08)指出带裂纹!的金属结构》不能用复材》进行加固《除非获?得行业?主管部门的批准【。尽管复?材,加固能减缓甚—。至阻止?钢结:构既有疲劳裂—。纹,的扩展但《现阶段复材加固【钢结构疲劳》。裂纹处的应力集【中和疲劳《裂纹扩?展规律?的定量分析研究还】不,多加固效果的理论依!据尚不充分因—此,在构件存《在能观测或检—测到的?疲劳:裂纹时应对裂纹【进行局部处》理后再利用》复材进行加固根据我!国大量工《程经验工业》。厂房吊车梁下翼缘受!。拉疲劳敏感》区主要靠疲劳验算】保证不发生疲劳【破坏而受拉疲劳敏】感区一旦发现—可,见疲:劳,裂纹该结构构件基本!上被认为疲》劳,寿,命已:经,殆,尽,已经发生《疲劳:破坏对于发现可【见疲劳?裂,纹的构件采用—。复材加固应非—常,慎重除非《已,进行过专《门,。研究:并经过充《。分试验验证工—作
8.!4.2 《 国内外的》。研究表明采》用复材板进行双面】加固对提《。高钢构件的》。疲劳:。性能最为《有效因此《当加固面《平整并可以在加固】部位钢板的两面进行!加固时?宜采用?复材板进行》双面粘贴加固当加固!面不平整时采用纤】维布进行加固更能】适,应形状的要求—达,到加固目的
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8.4.3【 局部应力集中处!的主拉应力是引起疲!劳裂纹?萌生或扩展的—驱,动力而碳纤》维,复材纤维方向的【弹性模量和》强度均是《最大的因此当—粘贴的碳纤维纤维方!向与主拉应力方向平!行,。时阻止疲劳裂纹萌生!和扩展?的,。效果最好已有—。疲劳加?。固试验表明碳纤维复!材,的弹性模量》越高加固效果越【。好因此应尽》量采用高《弹性模?量的碳纤《维复材
】
8.4.4 【 ,在目前复材加—固钢结构的疲劳【实验研究还》不够充分时可采用现!行国家标准钢结构设!计标:准GB 50—01:7规定的《疲劳公式进行—疲劳验?算其中计算应—力幅采用加固后【计算部位降低后【的应力幅容许应力幅!根据构件和连接【分类采用《现,行国:家标准钢结构—设计标准GB— 50017规定】容许应力《幅未考虑复》材粘贴加固》改善应力集中部位】。的,应,。力场:。对,。钢构件疲《劳性:能的提高也未考【虑复:。材对疲劳《裂纹扩?。展的抑制作》用该:疲劳验算结果偏【于安全
】
当被加固!构件:受力复杂时被—加固构件的应—力幅不能通过条文中!所列公?式获得可采》。用有限元方》法进行计算
】
?。8.4?。.,5 大量》。的研究表《明复材?加固钢?结构的剥《离破坏发生在粘【结胶层?在疲劳荷载作用【。下,。粘结胶层在复材板】端或不?连续部位的》应力:集,中处容易发生裂纹】萌生因此需要对【碳纤维复材采取有效!锚固措施在疲劳荷】载长期作《用下尚应当》对,粘结层的应力加以限!制国外试验》研,究显示当每》次应力循环》中粘结胶层应力集】中处的最大主应【力小于粘结强度的3!。0%:时粘结胶层在5×】106次循环荷载后!不,出现疲劳裂纹英国】指南(?BD ?8,5/08)也规定疲!劳荷载作用下粘结应!力要小于粘结—强度的30%
【
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【由外荷载产生的【最大主应力可按公式!(7)进行》计,算
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》。
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》 :双面粘贴《加固(图2)轴心】受拉:钢板:粘结胶层端部的【最大正应力和剪应】力可:分别:按公式(8)~公式!(10)进》行计算
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! 式中N》加固构件的拉力(N!);
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— b】f1复材《的加固宽度》。(mm);
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》 《 EsEf分!别为钢构件和复材的!弹性模量(MP【a);
《
】 《 AsAf》。分别为钢构件和复】材,的,截面积?(mm2)》;
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《 《 IsIf分别为!钢构件和复材的【截,面惯性?矩(mm《4);
》
— ta】粘结层厚度(m【。m);
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【 tfrp复【材,的厚度(mm)【;
】。 — G结构胶粘剂【的,剪切:模量(MPa)【
】 底?部粘贴加固受弯钢梁!粘结胶层端部的【最大正应《力和剪应力》可分别按公式(1】1)~?公式(14)—进行:计,算
》
【
【
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—
《 , 式中M0V】0分别为复材端部位!置加固钢梁的弯【矩(kN·》m):和,剪力(k《N);
! — Zs钢梁—中性:轴到梁底《部的距离《(m:m):
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