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钢结构在设计、制造和施工过程中可能产生各种缺陷,在使用阶段因超载、锈蚀和疲劳等原因会引起损伤累积而影响结构的安全。因此,如何加固修复损伤钢结构一直是土木工程领域研究的一项重要课题。碳纤维增强复合材料(CarbonFiber Reinforced Polymer,简称为CFRP)加固技术是一种具有独特优势的加固方法,在加固钢筋混凝土结构和砌体结构中具有较为成熟的研究及应用,而对加固钢结构的研究及应用依然很少。虽然国内外学者对CFRP加固轴心受压钢柱承载力有一定的研究,但对考虑偏心受压的情况研究很少。针对己有研究存在的不足,对加固偏心受压钢柱的受力性能研究是非常有必要的。 本文采用有限元软件ANSYS建立了“三维实体—弹簧—壳”的有限元计算模型,并通过课题组对CFRP加固轴心受压方钢管柱的试验研究,验证有限元模型的有效性。在此基础上,应用ANSYS对CFRP加固偏心受压方钢管柱进行有限元模拟研究,对比分析了CFRP粘贴方向、CFRP层数、构件初弯曲、CFRP加固长度比、加载偏心距、构件壁厚等参数对CFRP加固偏心受压方钢管柱承载力和刚度的影响及其规律;同时,也对考虑在不同初始应力下CFRP加固偏心受压方钢管柱进行了一系列参数分析,为相关工程加固设计提供参考。 本课题为国家标准“钢结构加固设计规范”资助课题,本文的研究成果为编制该标准提供理论与试验依据。