湿热环境及荷载作用下CFRP加固钢结构耐久性研究进展

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)粘贴加固技术能显著改善受损钢结构的静力和疲劳性能,但环境暴露和荷载作用会导致加固结构的性能退化,影响加固结构的长期耐久性。文章总结了国内外近期CFRP加固钢结构的耐久性研究成果,关注湿热环境、荷载,以及二者耦合作用对加固结构力学性能的影响规律,介绍了相应的界面损伤机制,并探讨了CFRP加固钢结构未来的研究需求。

梯级变幅交变荷载下伤损RC梁静动力性能全过程演化

以客货共线铁路旧桥为背景,采用MTS双作动器同步加载,研究伤损RC梁在梯级变幅交变荷载下的静动力性能全过程演化。结果表明:裂缝、残余变形集中在各级应力水平提升之初扩展或累积;加载全过程,随疲劳次数、应力水平的增加,纵筋、混凝土的应变分别呈先增后降再增加、单调增加的演化特点;梁体抗弯刚度存在明显伤损退化(整体呈三阶段特征),竖向、横向各阶自振频率均存在不同程度降低、1阶阻尼比均呈增大趋势;纵筋应变、混凝土应变、梁体变形均存在动力放大效应,跨中对应的动力放大系数平均值分别是1.188、1.108、1.023。本研究可为RC铁路旧桥科学管养提供参考,能为建立基于自振频率的筋材疲劳断裂评估方法提供潜在路径。

窗下墙对自保温暗骨架承重墙抗震性能的影响研究

采用低周往复荷载试验研究窗下墙对自保温暗骨架承重墙抗震性能的影响,结果表明:窗下墙对自保温暗骨架承重墙的滞回曲线、骨架曲线、刚度及其退化、耗能能力等均存在显著影响;试验墙体失效破坏全过程均呈“共同工作、转化过渡和弱框架工作”三阶段特征,恰与我国抗震设防目标相对应;均系延性破坏,对应延性系数分别为3.034、3.545。理论方面:基于等效弹性板模型,分别根据最大拉应力理论和双剪统一强度理论建立了墙体开裂荷载的计算方法;基于抗剪抵抗机构思想提出刚架斜压杆模型,并利用等效刚度法明晰了斜压杆宽度的确定方法,建立了墙体极限荷载计算方法;与实测值的对比表明,所建立的计算方法精度较高。最后,以建立的理论方法为基础,定量评价了窗下墙对墙体抗震承载力的直接和间接作用。研究结果可为带门窗洞口的自保温暗骨架承重墙抗震承载力计算提供方法。