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 500—17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5×10—4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J【TG D64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
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《。 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Stre!ng theni】。ng ?Hi:g,hway Stru!ctures— Us?ing E》xte?rnally Bo!nded Fi【ber 《Rei?n,forced P】olymer(BD! 8:5/08)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
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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【
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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【。017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
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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
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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5×1《06次?循,环荷载后不出现疲】劳裂纹英国指南【(BD 85/08!)也:规定疲劳荷载—作用下粘结应—力要小于粘结—强,度的30%》
】。 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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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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】 bf1复材的【加固宽度(mm【);
】 , 》 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);?
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【 ta粘结—层厚度(mm—);
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【 ?tfrp复材的【厚度(m《m);
! 》 G结构—胶粘:剂的剪切模量(M】。Pa)
》
【 ,。。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(11)~公!式(1?4)进行计》算
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《。
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: ? ,式中M0V0分别为!复材端部位置—加固钢梁的弯矩【(kN·m)和【剪,力(kN);
【
! , Zs钢—梁中性轴到梁底部】的距离?(m:m)
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