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日本大学采用CFRP加固钢构件 不需喷砂、手工打磨

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发表于 2020-4-18 23:05:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
日本丰桥技术科学大学建筑与土木工程系结构工程实验室的研究人员开发一种新概念,可使用无粘结碳纤维增强塑料层压板来增强关键建筑结构中的钢构件,以增强其屈曲性能。该方法无需对钢构件进行表面处理,因为CFRP无需粘结到钢的表面上。该方法通过抗弯刚度的提高有效提升了结构强度。该研究结果于2020年初发表在Construction and Building Materials上。
在土木工程领域混凝土加固方面取得成功之后,CFRP现已发展成为一种加固钢构件的有效方法,替代了传统钢板的使用。CFRP具有多个优点,例如重量轻、比强度高,同时具有出色的抗疲劳性和耐腐蚀性。然而,迄今为止,使用CFRP加固钢的研究和开发主要集中在粘合技术上,该技术涉及使用粘合剂将CFRP附着到钢表面。但粘结加固存在缺点,因为在安装CFRP之前需要进行复杂且费时的表面处理。此外,由于在整个使用寿命中,各种材料都暴露在环境中,因此钢和CFRP之间的粘结强度也会显着降低。而已知的另一种名为bonded-CFRP的技术代替粘接加固方法并不是特别合适的解决方案,因为它不太可能具有成本效益。
研究小组开发使用CFRP加固钢构件的方法,没有将CFRP粘结到钢表面。事实表明,这种方法可延迟屈曲并增加钢筋的压缩能力,而压缩能力的提高则受到碳纤维层数的影响。
主要作者Fungky Satria Yoresta解释说:“作为粘接加固法的替代方法,我们开发这种unbonded-CFRP方法。此方法的主要优点是实施起来更容易,更省时,尤其是将其应用于现有的建筑结构时。不再需要对钢构件进行喷砂或手工打磨等表面处理,可以节省大量成本。”
研究小组负责人Yukihiro Matsumoto教授补充说:“无粘结的加固方法易于应用且易于管理的。但是,我们的方法不能平稳地传递载荷,因此需要建立适当的力学模型。因此,我们将进行力学模拟和实验以证明这一点。”
研究人员相信unbond CFRP方法不仅可以应用于土木工程,而且可以应用于航空航天、汽车和海洋等其他领域。

本文封面图来源于图虫创意
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