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第1章　绪论1

1.1　研究背景1

1.2　FRP修复钢结构的特点2

1.3　国内外研究状况4

1.3.1　国外相关研究状况4

1.3.2　国内相关研究状况11

1.4　本章小结13

参考文献14

第2章　CFRP修复钢构件的应力及有限元分析18

2.1　轴向拉伸构件18

2.1.1　应力分析18

2.1.2　有效粘结长度23

2.1.3　复合构件的刚度24

2.2　受弯构件24

2.2.1　界面应力分析26

2.2.2　CFRP的拉力29

2.2.3　加固梁的挠度29

2.2.4　CFRP修复受弯构件有限元分析29

2.3　钢管线33

2.3.1　轴对称平面应变问题的基本方程33

2.3.2　承受内压的缠绕CFRP管线的应力应变计算35

2.3.3　承受内、外压力钢管线的应力应变计算36

2.3.4　未损伤钢管线的应力分析36

2.3.5　损伤钢管线加固前的应力分析36

2.3.6　损伤钢管线加固后的应力分析37

2.3.7　CFRP修复钢管线有限元分析39

2.4　轴心受压构件40

2.4.1　弹性稳定分析41

2.4.2　有限元分析42

2.5　CFRP加固含孔钢板43

2.5.1　含孔钢板的受力分析及性能评估43

2.5.2　CFRP加固含孔钢板性能的参数分析45

2.6　CFRP加固钢结构疲劳构件48

2.6.1　应力强度因子概念48

2.6.2　有限元模型50

2.6.3　CFRP加固含裂纹受拉钢板分析54

2.6.4　CFRP加固钢梁的应力强度因子分析68

参考文献73

第3章　CFRP加固钢结构的疲劳寿命分析76

3.1　疲劳寿命分析方法77

3.1.1　名义应力法77

3.1.2　局部应力应变法78

3.1.3　断裂力学分析方法78

3.1.4　损伤力学方法78

3.1.5　本文采用的疲劳寿命分析方法79

3.2　疲劳寿命分析模型79

3.2.1　疲劳裂纹扩展一般规律79

3.2.2　考虑裂纹闭合效应的分析模型80

3.2.3　疲劳寿命预测公式81

3.3　疲劳寿命预测结果与试验结果比较81

3.3.1　疲劳裂纹扩展速率参数（C、m）的确定81

3.3.2　CFRP加固钢板的疲劳寿命预测82

3.3.3　CFRP加固钢梁的疲劳寿命预测84

3.4　CFRP加固钢结构的疲劳验算87

3.4.1　Miner线性累积损伤理论87

3.4.2　变幅疲劳的等效应力幅87

3.4.3　CFRP加固钢结构的疲劳验算方法88

3.4.4　计算实例89

参考文献94

第4章　CFRP加固修复钢结构静力拉伸试验研究95

4.1 CFRP加固缺损钢板的静力拉伸试验95

4.1.1　试件设计与试验材料95

4.1.2　试验量测与试验结果分析98

4.1.3　试验参数分析103

4.2　CFRP加固钢板的粘结应力及有效粘结长度试验108

4.2.1　试验材料108

4.2.2　试件设计与制作109

4.2.3　试验现象111

4.2.4　试验结果及分析111

4.2.5　粘结应力分析及有效粘结长度112

4.2.6　试验结论114

参考文献114

第5章　CFRP加固钢构件疲劳性能研究115

5.1　CFRP加固含裂纹钢板的疲劳试验研究115

5.1.1　试验方案115

5.1.2　试验过程118

5.1.3　试验结果120

5.2　十字形横肋小试件疲劳应用试验方案模拟研究125

5.2.1　十字形横肋小试件制作及试验方案125

5.2.2　十字形小试件CFRP疲劳加固有限元模拟126

5.2.3　十字形小试件疲劳试验结果分析127

5.3　圆弧端模型试件疲劳应用试验研究129

5.3.1　圆弧端模型试件制作及试验方案129

5.3.2　碳纤维加固圆弧端模型试件试验结果分析130

5.3.3　碳纤维加固圆弧端模型试件疲劳有限元模拟132

5.4　CFRP加固钢梁的疲劳试验研究134

5.4.1　试验方案134

5.4.2　CFRP粘贴加固工艺136

5.4.3　主要试验结果137

参考文献150

第6章　CFRP加固修复钢结构的胶结性能151

6.1　粘结机理151

6.1.1　粘结的一般过程152

6.1.2　粘结力的来源152

6.2　粘结材料的选择154

6.2.1　第一阶段：粘结材料的初选155

6.2.2　第二阶段：CFRP与钢材之间的粘结性能159

6.3　界面粘结力学分析160

6.3.1　CFRP端部胶层界面脱胶分析161

6.3.2　钢梁疲劳裂纹处胶层界面局部脱胶分析170

6.3.3　小结173

6.4　耐久性研究174

6.4.1　CFRP的耐老化性能174

6.4.2　CFRP—钢材粘结耐久性177

参考文献180

第7章　CFRP修复钢结构的影响因素182

7.1　材料性能182

7.1.1　钢材182

7.1.2　碳纤维增强复合材料183

7.1.3　粘结材料191

7.2　表面处理202

7.2.1　钢材的表面处理202

7.2.2　CFRP材料的表面处理204

7.3　CFRP与钢之间的荷载传递204

7.3.1　影响因素分析204

7.3.2　改善荷载传递效果的措施209

7.4　CFRP修复钢结构的耐久性211

7.4.1　水分的影响211

7.4.2　热老化211

7.4.3　化学介质212

7.4.4　应力作用212

7.4.5　改善耐久性的途径212

7.5　碳纤维与钢材的电偶腐蚀213

7.5.1　电偶腐蚀的基本知识213

7.5.2　国内外关于碳纤维增强复合材料与钢材电偶腐蚀的试验研究215

7.5.3　碳纤维增强复合材料与钢材电偶腐蚀的防护措施217

7.6　本章小结218

参考文献219

第8章　CFRP加固钢结构的设计建议及算例221

8.1　钢结构加固原则221

8.2　加固设计考虑的因素222

8.3　加固设计的基本假定222

8.4　材料选择223

8.5　加固设计方法223

8.5.1　CFRP加固单轴拉伸构件223

8.5.2　CFRP加固受弯构件224

8.5.3　CFRP加固承受内压的钢管线225

8.5.4　碳纤维疲劳加固方案应用设计模式226

8.6　计算算例226

参考文献232

第9章　CFRP加固修复钢结构工程应用及检验方法233

9.1 国内外CFRP加固修复钢结构的工程实例233

9.1.1 国外CFRP加固修复钢结构的工程实例233

9.1.2　国内CFRP加固修复钢结构的工程实例235

9.2　质量检验与验收243

9.2.1 目测法243

9.2.2　敲击法244

9.2.3　超声波法245

9.2.4　质量验收246

9.3　CFRP加固修复钢结构技术发展展望247

参考文献247