CFRP加固冷彎薄壁C型鋼長構(gòu)件的軸壓承載力

唐紅元+王燦軍+潘毅+王忠凱+胡志鵬

摘要：為了研究CFRP加固冷彎薄壁C型鋼長構(gòu)件的承載能力，對腹板和翼緣均粘貼CFRP的試件進(jìn)行了軸心受壓加載試驗。7根長度均為1 400 mm的試件，其中1根為未加固的控制試件，其余6根封閉纏繞外貼50 mm寬CFRP間距為50、100、150 mm 3種情況，層數(shù)為1層和2層。試驗結(jié)果表明，在軸心荷載作用下的破壞模式為整體彎扭失穩(wěn)，與控制試件相比，加固后試件的穩(wěn)定極限承載力均有不同程度的提高；當(dāng)CFRP間距與腹板高度的比值小于1時，加固效果較理想，且2層CFRP的加固效果好于1層。最后，采用有限元對模型進(jìn)行數(shù)值模擬，對比試驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果，二者吻合較好。

關(guān)鍵詞：冷彎薄壁C型鋼；加固；整體穩(wěn)定；軸心受壓

中圖分類號：TU392.1；TU317.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：16744764（2017）03005008

Abstract：To study the stability capacity of long coldformed thinwall channel columns reinforced with CFRP， the axial compression loading test was carried out on them with CFRP around their webs and flanges. Seven columns， which are 1 400 mm long each， are consisted with one initial specimen and six strengthened with 50 mm width CFRP. The CFRP space is divided into three sorts， 50 mm， 100 mm and 150mm. And the CFRP layer has two kinds： one and two layers. The experimental results show that the global buckling happens to all the specimens. All the ultimate bearing capacity of the reinforced members is improved in different degrees. Meanwhile， the effect of the reinforced specimens wrapped with two layers CFRP is better than the others wrapped with one layer CFRP. Finally， based on the experiment， the numerical simulation is carried out， and the test and numerical results show in good agreement.

Keywords：coldformed thinwall channel column； strengthening； global buckling； axial compression

關(guān)于CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡稱CFRP）加固鋼結(jié)構(gòu)的研究，已經(jīng)取得了許多有益的成果[13]，主要集中在3個方面：一是采用CFRP加固受彎鋼梁，包括受損鋼梁的加固[48]和無損鋼梁的加固[911]，加固后鋼梁的極限承載能力都有不同程度的提高；二是采用CFRP加固軸心受壓鋼構(gòu)件[1218]，主要對象是T形、H形、圓鋼管和方鋼管等截面試件，加固后的受壓構(gòu)件提高了翼緣局部屈曲、腹板局部屈曲和整體彎扭屈曲的承載能力；三是采用CFRP提高鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強度[1920]，加固后構(gòu)件的剩余疲勞強度均出現(xiàn)成倍增長。然而，對于外貼CFRP加固其它截面形式，如冷彎薄壁C型鋼的研究則鮮有涉及。冷彎薄壁C型鋼由于肢寬壁薄，且截面單軸對稱，在外荷載作用下，極易發(fā)生局部失穩(wěn)和整體失穩(wěn)破壞。……