CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

混凝土构件直接粘贴CFRP加固的腐蚀界限研究

为弥补现有规范不足、解决不同腐蚀等级构件碳纤维加固效果参差不齐的问题,在氯化钠溶液中通电模拟海洋腐蚀环境,加速腐蚀出不同腐蚀程度的RC梁,粘贴CFRP加固后进行加载试验,通过分析不同腐蚀程度构件承载力损失和直接粘贴、凿除粘贴两种CFRP处理方式的加固效果,研究腐蚀等级对海工RC梁CFRP抗弯加固的影响,并探讨直接粘贴CFRP加固的腐蚀界限。结果表明,在低腐蚀等级条件下,直接粘贴CFRP加固能有效减小腐蚀梁在荷载作用下的主裂缝宽度,减缓梁开裂的时间,提高抗弯承载力和整体刚度,但随腐蚀等级的增加,这些作用越来越弱,当梁腐蚀裂缝宽度超过1 mm、主筋锈蚀率达15%时,直接粘贴CFRP加固已不再适合。     

不同层数CFRP布加固锈蚀RC梁抗弯承载力试验研究

给出CFRP布加固锈蚀RC梁抗弯承栽能力试验研究的结果.共浇筑了10根试件(150 mm×250 mm×1400 mm),其中2根试件作为基准梁既不腐蚀也不加固,2根试件进行腐蚀但不加固,其余6根试件腐蚀后并用不同层数CFRP布加固.腐蚀试件的锈胀裂缝宽度均达到0.3 mm.四点弯曲抗弯承载力试验研究结果表明:钢筋锈蚀质量损失小于5%时,结构的承载能力没有明显退化;粘贴1层、2层和3层CFRP加固腐蚀梁的极限荷载相对未加固梁的极限荷载分别平均提高了29.3%,41.8%和57.0%.此外,在腐蚀较为严重的华南沿海某码头结构加固工程中的成功应用表明,采用碳纤维布加固腐蚀码头结构,效果良好.     

CFRP补强(加固)钢筋混凝土开孔平板的试验研究

研究了体外粘贴碳纤维增强复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)加固钢筋混凝土开孔平板的受力性能,通过5块开孔平板的加固试验,从破坏形态、开裂荷载、极限荷载和弯曲变形等方面分析构件的加固效果,研究粘贴层数、开孔尺寸和开孔位置等因素对构件加固效果的影响。试验结果表明,经外贴CFRP加固后,钢筋混凝土开孔平板的极限承载力、弯曲变形能力均得到明显提高,构件的抗裂性能也有一定程度的提高。     

含有腐蚀缺陷海底管线失效压力研究

腐蚀是引起海底管线破坏的一种重要原因.采用非线性有限元方法,对含有腐蚀缺陷的海底管线进行了内压作用下的极限承载力分析.研究了腐蚀长度、深度、宽度、径厚比对海底管线的破坏机理和对失效压力的影响,提出了含有腐蚀缺陷的受内压作用的海底管线失效压力计算公式.与试验结果及各种规范和方法进行了对比,证明该方法是有效的,为腐蚀海底管线的评估提供了依据.     

CFRP修复含裂纹加筋板极限强度仿真研究

[目的]为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)粘贴修复含裂纹加筋板的极限强度,[方法]采用非线性有限元法对在轴向压缩载荷作用下的CFRP修复含裂纹加筋板的极限强度进行分析,基于CFRP修复含裂纹加筋板模型,对仿真结果与文献的试验结果进行比较,验证所提方法的准确性。以CFRP双面修复含裂纹加筋板为例,研究CFRP加筋板的极限强度,并对胶层剥离机理和胶层应力进行分析。[结果]结果表明,使用CFRP修复含裂纹加筋板后其极限强度得到了明显提高,且接近于含几何初始缺陷加筋板的极限强度;CFRP修复含裂纹加筋板的脱胶行为发生在极限强度之后。[结论]使用CFRP修复含裂纹损伤的加筋板可有效提高其极限承载能力,研究结果可为船舶与海洋工程结构修复提供参考。     

CFRP-钢管混凝土桩基腐蚀特性试验研究

海洋湿热环境下高桩码头桩基的腐蚀破坏是影响结构安全的重要因素之一,是提升高桩码头使用寿命的瓶颈。基于室内海洋湿热环境模拟系统以及法拉第电磁感应定律,采用外接直流电源的方法进行人工加速腐蚀;运用半电池电势理论,依据腐蚀越严重、电势值越高的规律对CFRP-钢管混凝土桩基的腐蚀特性进行定量、定性研究。结果表明,桩基腐蚀越严重,电势值越高;粘贴两层CFRP比粘贴一层CFRP的防腐效果更优。     

在役钢管桩浪溅区腐蚀损伤补强加固方法探讨

钢管桩在浪溅区的腐蚀最严重,给近海工程结构带来安全隐患。但是针对钢管桩浪溅区腐蚀缺陷的维修仍以防腐蚀处理为主,忽视了腐蚀导致的钢管桩有效厚度减小、承载能力下降问题。为此,提出一种浇筑混凝土桩芯的浪溅区锈蚀钢管桩补强加固方法。对补强加固机理、钢管桩内浇筑混凝土的施工方法、有效获取黏结力的措施、桩芯黏结长度计算方法进行了探讨。     

考虑土体密实度的钢-土界面剪切特性研究

土体密实程度对内河码头大尺寸钢护筒嵌岩桩的承载性状具有重要的影响。在一定含水率及颗粒级配条件下,控制试样土体干密度分别为1.80,1.85,1.90 g/cm3进行土体与钢板的往复剪切室内试验,探索了不同干密度条件下试样在不同法向应力条件下的剪应力-剪位移关系、极限剪切强度以及界面往复剪切的残余强度。研究发现钢-土界面的剪切过程主要有3个阶段:弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;极限剪切强度满足摩尔库伦准则且随干密度增大粘聚力和内摩擦角均增大,且呈线性增加;往复剪切过程中,研究剪应力的变化情况发现同方向不同循环过程中最大剪应力几乎保持不变,不同方向剪切循环过程中,负方向剪应力均比正方向稍大。     

爆炸载荷下油罐钢板破损的数值模拟

目前国内外学者日益重视大型储油罐区的安全问题,油罐的防爆炸破坏能力成为研究的热点之一。利用LS-DYNA有限元程序,模拟了油罐钢板在3#岩石炸药爆炸载荷下的破坏过程,分析了炸药质量、药柱形状对钢板破坏程度和破口形状的影响。由于药柱形状规则,钢板主要发生类似冲孔的剪切破坏,破坏程度随炸药质量的增加而加强,爆轰产物会从钢板破口处进入油罐内部。     

框筒式码头结构拉板接头承载力试验研究

新型框筒式码头结构拟采用两种拉板接头,通过混凝土轴向拉伸试验,分析了不同翼缘宽度的工字钢接头、不同钢筋总面积和钢筋直径的钢板+钢筋接头的抗拉极限承载力及破坏形式。试验结果表明,工字钢接头的抗拉极限承载力小于混凝土全截面抗拉极限承载力;钢板+钢筋接头在全部钢筋提供的极限荷载大于混凝土全截面抗拉极限荷载时,接头抗拉极限承载力等于混凝土全截面抗拉极限承载力;钢板+钢筋接头的抗拉极限承载力高于工字钢接头的抗拉极限承载力,框筒式码头结构设计宜采用钢板+钢筋接头。     

点蚀损伤船体结构板的极限剪切屈曲强度研究

腐蚀损伤导致船体结构板的极限承载能力大幅度下降。文章采用腐蚀体积描述板的点蚀损伤程度,模拟船体结构板的点蚀损伤形态,在点蚀损伤板模型中变化板的厚度、点蚀数目、点蚀直径以及点蚀分布等要素,实施系列有限元数值模拟计算,在进行理论分析的基础上,采用统计学方法,建立了点蚀损伤板极限剪切屈曲强度的评估方法,得到了点蚀损伤板极限剪切屈曲强度的计算公式。从而确立了基于腐蚀体积的点蚀损伤船体结构板极限剪切屈曲强度的评价技术,可为在役海船点蚀损伤后的安全性评估提供有效的技术手段。     

轴向长腐蚀管道极限承载力研究

腐蚀是引起海底管道破坏的重要原因之一,其中轴向长腐蚀是海底管道常见的腐蚀形式.文中采用非线性有限元方法,对轴向长腐蚀海底管道进行了内压荷载作用下的破坏机理的研究.并分析了腐蚀长度,腐蚀深度和腐蚀位置对海底管道失效压力的影响.根据有限元分析结果,回归得到适用于轴向腐蚀海底管道极限失效压力的计算公式,并与试验结果吻合较好,为长腐蚀海底管道的评估提供依据.     

CFRP加固钢筋混凝土T梁抗弯性能试验研究

文中通过五根试验T梁研究了CFRP加固梁在不同锚固方式下的的承载力、挠度、裂缝宽度、破坏形态等特性,比较了原梁与各个加固梁之间的试验参数,分析了参数差异的原因.建立缠绕锚固CFRP加固梁的非线性有限元模型,提出了CFRP加固梁缠绕锚固的承载力建议计算公式.研究表明采用碳纤维缠绕端箍板的锚固方式加固效果良好,对实际工程加固具有很好的现实意义.     

水利工程水闸金属结构施工方法研究

文章以某水闸工程为例,探讨了分节闸门的有关施工方式及技术要点,例如其安装与焊接等.此工程含有八扇闸门,每一扇闸门的重量约为30 t,通过专业厂家来生产制作,各扇闸门都以分两节的形式来加工,门槽内开展拼装焊接操作,对于底节闸门,它的长度、高度及宽度依次有9.94m、3.4m及1.1m,对于上节闸门,它的长度和宽度都同底节...     

使用20年岸壁式钢板桩码头的腐蚀与破坏

通过对钢板桩岸壁式码头钢筋混凝土胸墙破坏情况及水下钢板桩腐蚀程度的检测,码头胸墙多处因船舶撞击而破损,混凝土保护层严重剥落,钢筋腐蚀严重;水下钢板桩无大的变形和异位现象,钢板桩平均腐蚀速度为0.039 mm/a。     

裂纹损伤下新型复合立管的剩余强度研究

正确评估裂纹损伤对新型复合立管极限承载力的影响越来越成为重要的研究课题,对立管的维护、延寿都起到重要的指导作用.文中主要运用ABAQUS有限元软件,分别讨论了裂纹尺寸、腐蚀壁厚参数的变化对立管极限承载力的影响.结果表明:裂纹长度对极限强度的影响要大于裂纹深度的影响,且裂纹尺寸越大,极限承载力下降越快;此外,腐蚀壁厚量为15%时的极限强度比未损伤时下降了44. 74%.     

腐蚀损伤对深海半潜式平台结构极限强度的影响研究

极限强度是半潜式海洋平台适应环境能力的重要指标,鉴于腐蚀损伤对平台极限承载能力的重要影响,在评价平台结构安全性时应考虑腐蚀损伤因素。文章以3000m深海半潜式平台为研究对象,运用有限元软件建立以腐蚀厚度为变量的典型构件和节点的参数化模型,基于逐步破坏分析法和有限元计算法,采用增量理论按比例逐步加载,计算了典型构件和节点在腐蚀损伤影响下的极限承载力,总结了典型构件和节点在不同失效模式和服役年限下的极限承载力演变规律。     

散货码头上部结构修复技术及应用

为解决散货码头受自然腐蚀和皮带机作业振动对转运楼及皮带机高架钢筋混凝土结构的破坏,以舟山港老塘山港区二期工程上部结构修复工程为例,根据不同结构承受的工艺荷载状况,分别采用粘贴钢板和碳纤维的方法加固修复。     

粘贴钢板加固桥梁分阶段受力抗弯承载力极限状态分析

粘贴钢板或其它纤维复合材料,对梁的受拉薄弱区进行补强,是桥梁加固的主要方式之一。粘贴钢板加固一般采用带载加固,其承载力应按两阶段受力构件计算。在基本假设的基础上,针对桥梁构件两阶段受力的特点,对T形截面梁,分析粘贴钢板加固桥梁构件正截面抗弯承载力的计算公式和适用条件,并给出极限状态加固设计的方法和步骤。