碳纤维增强复合材料（CFRP）加固修复钢结构性能研究与工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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岳清瑞 等 著

图书标签:

• 碳纤维增强复合材料
• CFRP
• 钢结构
• 加固
• 修复
• 结构工程
• 复合材料
• 性能研究
• 工程应用
• 结构健康监测

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112105731

版次：1

商品编码：10135698

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-03-01

用纸：胶版纸

页数：248

字数：405000

正文语种：中文

内容简介

　　《碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复钢结构性能研究与工程应用》结构工程加固是土木工程中重要的一个研究应用领域，其中碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymers，简称CFRP)加固技术作为一种高效率、低成本的先进结构修复方法，目前已经广泛应用于混凝土结构的修复中。而CFRP修复钢结构技术国内外还鲜有研究。相对于传统的钢结构加固方法，CFRP加固技术有许多突出的优点，如不会导致应力集中、不会产生残余应力、施工方便、易于维护等。《碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复钢结构性能研究与工程应用》对CFRP加固钢结构技术进行了系统的理论分析和试验研究，并将该技术应用于工程实践。
　　《碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复钢结构性能研究与工程应用》共有9章，主要包括目前国内外的研究和应用状况，CFRP加固各类钢结构构件(轴向拉伸构件、受弯构件和钢管线等)的理论分析，CFRP加固钢结构的疲劳寿命分析；CFRP’加固钢结构的静力拉伸试验，疲劳性能试验(包括含裂纹钢材、十字形横肋小试件、圆弧端吊车梁模型和H型钢梁)，粘结性能试验及粘结材料优选；CFRP加固钢结构的影响因素分析，CFRP加固钢结构的设计建议及算例，工程应用和检验方法等。
　　《碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复钢结构性能研究与工程应用》可供国内外从事钢结构加固设计的技术人员和研究人员、工程施工人员、建设管理人员、高等院校相关领域的师生及其他关心工程结构加固问题的读者阅读和参考。

目录

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 FRP修复钢结构的特点
1.3 国内外研究状况
1.3.1 国外相关研究状况
1.3.2 国内相关研究状况
1.4 本章小结
参考文献
第2章 CFRP修复钢构件的应力及有限元分析
2.1 轴向拉伸构件
2.1.1 应力分析
2.1.2 有效粘结长度
2.1.3 复合构件的刚度
2.2 受弯构件
2.2.1 界面应力分析
2.2.2 CFRP的拉力
2.2.3 加固梁的挠度
2.2.4 CFRP修复受弯构件有限元分析
2.3 钢管线
2.3.1 轴对称平面应变问题的基本方程
2.3.2 承受内压的缠绕CFRP管线的应力应变计算
2.3.3 承受内、外压力钢管线的应力应变计算
2.3.4 未损伤钢管线的应力分析
2.3.5 损伤钢管线加固前的应力分析
2.3.6 损伤钢管线加固后的应力分析
2.3.7 CFRP修复钢管线有限元分析
2.4 轴心受压构件
2.4.1 弹性稳定分析
2.4.2 有限元分析
2.5 CFRP加固含孑L钢板
2.5.1 含孔钢板的受力分析及性能评估
2.5.2 CFRP加固含孔钢板性能的参数分析
2.6 CFRP加固钢结构疲劳构件
2.6.1 应力强度因子概念
2.6.2 有限元模型
2.6.3 CFRP加固含裂纹受拉钢板分析
2.6.4 CFRP加固钢梁的应力强度因子分析
参考文献
第3章 CFRP加固钢结构的疲劳寿命分析
3.1 疲劳寿命分析方法
3.1.1 名义应力法
3.1.2 局部应力应变法
3.1.3 断裂力学分析方法
3.1.4 损伤力学方法
3.1.5 本文采用的疲劳寿命分析方法
3.2 疲劳寿命分析模型
3.2.1 疲劳裂纹扩展一般规律
3.2.2 考虑裂纹闭合效应的分析模型
3.2.3 疲劳寿命预测公式
3.3 疲劳寿命预测结果与试验结果比较
3.3.1 疲劳裂纹扩展速率参数(C、m)的确定
3.3.2 CFRP加固钢板的疲劳寿命预测
3.3.3 CFRP加固钢梁的疲劳寿命预测
3.4 CFRP加固钢结构的疲劳验算
3.4.1 Miner线性累积损伤理论
3.4.2 变幅疲劳的等效应力幅
3.4.3 CFRP加固钢结构的疲劳验算方法
3.4.4 计算实例
参考文献
第4章 CFRP加固修复钢结构静力拉伸试验研究
4.1 CFRP加固缺损钢板的静力拉伸试验
4.1.1 试件设计与试验材料
4.1.2 试验量测与试验结果分析
4.1.3 试验参数分析
4.2 CFRP加固钢板的粘结应力及有效粘结长度试验
4.2.1 试验材料
4.2.2 试件设计与制作
4.2.3 试验现象
4.2.4 试验结果及分析
4.2.5 粘结应力分析及有效粘结长度
4.2.6 试验结论
参考文献
第5章 CFRP加固钢构件疲劳性能研究
5.1 CFRP加固含裂纹钢板的疲劳试验研究
5.1.1 试验方案
5.1.2 试验过程
5.1.3 试验结果
5.2 十字形横肋小试件疲劳应用试验方案模拟研究
5.2.1 十字形横肋小试件制作及试验方案
5.2.2 十字形小试件CFRP疲劳加固有限元模拟
5.2.3 十字形小试件疲劳试验结果分析
5.3 圆弧端模型试件疲劳应用试验研究
5.3.1 圆弧端模型试件制作及试验方案
5.3.2 碳纤维加固圆弧端模型试件试验结果分析
5.3.3 碳纤维加固圆弧端模型试件疲劳有限元模拟
5.4 CFRP加固钢梁的疲劳试验研究
5.4.1 试验方案
5.4.2 CFRP粘贴加固工艺
5.4.3 主要试验结果
参考文献
第6章 CFRP加固修复钢结构的胶结性能
6.1 粘结机理
6.1.1 粘结的一般过程
6.1.2 粘结力的来源
6.2 粘结材料的选择
6.2.1 第一阶段：粘结材料的初选
6.2.2 第二阶段：CFRP与钢材之间的粘结性能
6.3 界面粘结力学分析
6.3.1 CFRP端部胶层界面脱胶分析
6.3.2 钢梁疲劳裂纹处胶层界面局部脱胶分析
6.3.3 小结
6.4 耐久性研究
6.4.1 CFRP的耐老化性能
6.4.2 CFRP—钢材粘结耐久性
参考文献
第7章 CFRP修复钢结构的影响因素
7.1 材料性能
7.1.1 钢材
7.1.2 碳纤维增强复合材料
7.1.3 粘结材料
7.2 表面处理
7.2.1 钢材的表面处理
7.2.2 CFRP材料的表面处理
7.3 CFRP与钢之间的荷载传递
7.3.1 影响因素分析
7.3.2 改善荷载传递效果的措施
7.4 CFRP修复钢结构的耐久性
7.4.1 水分的影响
7.4.2 热老化
7.4.3 化学介质
7.4.4 应力作用
7.4.5 改善耐久性的途径
7.5 碳纤维与钢材的电偶腐蚀
7.5.1 电偶腐蚀的基本知识
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
7.5.3 碳纤维增强复合材料与钢材电偶腐蚀的防护措施
7.6 本章小结
参考文献
第8章 CFRP加固钢结构的设计建议及算例
8.1 钢结构加固原则
8.2 加固设计考虑的因素
8.3 加固设计的基本假定
8.4 材料选择
8.5 加固设计方法
8.5.1 CFRP加固单轴拉伸构件
8.5.2 CFRP加固受弯构件
8.5.3 CFRP加固承受内压的钢管线
8.5.4 碳纤维疲劳加固方案应用设计模式
8.6 计算算例
参考文献
第9章 CFRP加固修复钢结构工程应用及检验方法
9.1 国内外CFRP加固修复钢结构的工程实例
9.1.1 国外CFRP加固修复钢结构的工程实例
9.1.2 国内CFRP加固修复钢结构的工程实例
9.2 质量检验与验收
9.2.1 目测法
9.2.2 敲击法
9.2.3 超声波法
9.2.4 质量验收
9.3 CFRP加固修复钢结构技术发展展望
参考文献

前言/序言

《高性能纤维复合材料在土木工程中的应用指南》 引言 随着新材料科学的飞速发展，高性能纤维复合材料（FRP）凭借其卓越的力学性能、耐腐蚀性以及轻质高强的特点，正逐渐成为现代土木工程领域不可或缺的组成部分。本书旨在为广大工程技术人员、科研工作者以及相关从业者提供一本全面、实用的高性能纤维复合材料在土木工程中应用的技术指南。我们深入探讨了不同类型FRP材料的特性、设计原则、施工工艺、质量控制以及长效维护策略，并结合丰富的工程实例，展示了FRP材料在桥梁、隧道、建筑结构、海洋工程等领域的成功应用，为推广FRP材料在土木工程中的可持续发展提供坚实的理论基础和实践指导。 第一章：高性能纤维复合材料（FRP）基础理论 本章将系统性地介绍高性能纤维复合材料（FRP）的基本概念、组成、结构以及增强机理。我们将深入剖析各种常用纤维（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维）的物理化学性质、力学性能及其在复合材料中的作用，并详细阐述高分子基体树脂（如环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂）的性能特点和选择原则。通过对纤维与基体界面结合理论的深入研究，揭示FRP材料优异的整体性能是如何形成的。此外，我们将探讨FRP材料的宏观力学性能（如拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、弹性模量）以及其独特的非均质、各向异性特性，为后续的设计应用奠定理论基础。 第二章：主要FRP材料的特性与选择 本章重点介绍土木工程中常用的几种高性能FRP材料，包括玻璃纤维增强复合材料（GFRP）、碳纤维增强复合材料（CFRP）、芳纶纤维增强复合材料（AFRP）以及玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）。我们将详细分析每种材料的性能参数，包括其强度、刚度、韧性、耐久性（耐腐蚀性、抗紫外线能力、耐疲劳性）以及成本效益。通过对比分析，为工程设计人员提供选择最适合特定工程需求的FRP材料的依据。本章还将讨论不同纤维排列方式（如单向、织物、三维编织）对FRP材料性能的影响，以及不同基体树脂与纤维的匹配选择问题。 第三章：FRP在土木工程中的应用原理与设计方法 本章将深入探讨FRP材料在土木工程中的设计原理与应用方法。我们将重点阐述FRP材料作为结构加固材料（如粘贴碳纤维布/板、包裹碳纤维套筒）和作为独立结构构件（如FRP筋材、FRP型材）的设计考虑因素。详细介绍基于弹性理论、塑性理论以及极限承载能力分析的设计方法，并结合国内外现行设计规范，指导读者如何进行FRP构件和加固体系的结构设计。本章还将深入探讨FRP材料在承受不同类型荷载（如静载、动载、疲劳载荷）时的力学响应，以及如何考虑FRP材料的非线性行为和潜在的失效模式。 第四章：FRP在桥梁工程中的应用 桥梁工程是FRP材料应用的重要领域之一。本章将详细介绍FRP材料在桥梁结构中的应用案例，包括： 桥梁构件的FRP加固： 如桥梁混凝土梁、桥面板、桥墩、拱肋等的FRP筋材锚固、FRP布/板粘贴加固，以提高承载能力、延缓裂缝发展、提升耐久性。 FRP在新型桥梁结构中的应用： 如FRP复合材料桥梁（全复合材料桥梁）、FRP筋混凝土桥梁、FRP预应力混凝土桥梁的设计与施工。 FRP材料在桥梁附属结构中的应用： 如FRP栏杆、FRP防撞护栏、FRP隔音屏障等。 本章将结合具体工程案例，深入分析FRP材料在桥梁结构中的优势，如轻质化减轻自重、优异的抗腐蚀性延长使用寿命、快速施工缩短工期等。 第五章：FRP在隧道与地下工程中的应用 隧道与地下工程环境复杂，对材料的耐久性和抗腐蚀性要求极高。本章将聚焦FRP材料在这些领域的应用： 隧道衬砌的FRP加固： 利用FRP筋材替代钢筋，或在混凝土衬砌外粘贴FRP材料，以提高衬砌的整体强度、抗裂性能和防水性能。 FRP在隧道初期支护中的应用： 如FRP锚杆、FRP喷射混凝土技术。 FRP在地下结构中的应用： 如地下室、挡土墙、排水结构等。 本章将详细阐述FRP材料在潮湿、腐蚀性环境下的优越性，以及其在提高隧道结构安全性和经济性方面的作用。 第六章：FRP在既有建筑结构加固中的应用 既有建筑结构的加固改造是城市更新和可持续发展的重要环节。本章将深入探讨FRP材料在建筑结构加固中的多样化应用： 混凝土结构加固： 如梁、柱、板、墙的FRP筋材锚固、FRP布/板粘贴加固，用于提高承载力、抗震性能、修复混凝土构件的损坏。 砌体结构加固： 利用FRP筋材和网格材料对砌体墙进行加固，提高其整体性和抗震能力。 木结构加固： 应用FRP材料增强木结构构件的强度和耐久性。 钢结构加固： （此处不详细展开，以免与书名内容重复） 本章将重点关注FRP加固的施工工艺、粘结技术、锚固方法，并结合实际工程案例，展示FRP材料在提高建筑结构安全性和延长使用寿命方面的显著效果。 第七章：FRP材料的施工技术与质量控制 成功的工程应用离不开可靠的施工技术和严格的质量控制。本章将系统介绍FRP材料在土木工程中的施工要点： FRP材料的储存、运输与现场处理： 确保材料在施工前的性能稳定。 FRP构件的制作与安装： 包括预制构件的制作工艺、现场安装技术。 FRP加固施工技术： 如FRP布/板的铺设、树脂浸渍、固化工艺，FRP筋材的锚固与连接。 质量控制要点： 包括原材料检验、施工过程监控、成品检测等，确保FRP加固工程的质量。 安全施工与环境保护： 强调FRP施工过程中的安全注意事项和环境保护措施。 第八章：FRP材料的耐久性与长期性能评估 FRP材料的耐久性是其在土木工程中广泛应用的关键因素。本章将深入探讨FRP材料在不同环境下的长期性能表现： FRP材料的耐环境老化性能： 包括耐紫外线、耐湿热、耐化学腐蚀、耐冻融循环等。 FRP材料的力学性能衰减机理： 探讨环境因素对FRP材料强度、刚度等性能的影响。 FRP材料的长期性能评估方法： 包括加速老化试验、现场监测技术等。 FRP材料在不同应用场景下的耐久性要求与设计考虑。 第九章：FRP结构与加固工程的监测、维护与修复 为确保FRP结构的长期可靠性，有效的监测、维护与修复至关重要。本章将介绍： FRP结构的健康监测技术： 如应变监测、位移监测、无损检测等，及时发现潜在问题。 FRP结构的日常维护策略： 包括定期检查、清洁、外观评估等。 FRP结构的常见病害与修复方法： 如表面损伤、脱层、界面开裂等的诊断与修复技术。 FRP材料的更换与报废处理。 第十章：FRP材料在土木工程中的发展趋势与展望 本章将对FRP材料在土木工程领域的未来发展进行展望： 新型FRP材料的研发： 如智能FRP、自修复FRP等。 FRP材料在复杂结构与极端环境下的应用拓展。 FRP材料的标准化与规范化体系的完善。 FRP材料在绿色建筑与可持续发展中的作用。 结论 高性能纤维复合材料（FRP）作为一种革命性的工程材料，正在深刻地改变着土木工程的面貌。本书力求提供一套全面、系统的FRP材料应用指南，涵盖了从基础理论到工程实践的各个环节。通过深入理解FRP材料的特性、掌握科学的设计方法、运用精湛的施工技术，并关注其长期性能和维护，我们相信FRP材料将在未来土木工程领域发挥更加重要的作用，为建设更安全、更耐久、更经济、更环保的工程结构贡献力量。

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这本书的视角似乎相当开阔，不仅仅局限于传统的高强度钢筋混凝土结构加固，我隐约感觉它可能触及了一些前沿和交叉领域。比如，它是否探讨了CFRP在耐火环境下的性能衰减与对策？或者，它是否考虑了CFRP材料在海洋环境中的电化学腐蚀风险与防护措施？我特别希望看到关于成本效益分析（Cost-Benefit Analysis）的讨论，毕竟任何工程决策都离不开经济因素的权衡。如果书中能提供多套不同规模工程的详细经济性对比模型，并量化CFRP加固相比传统钢板或外包混凝土的长期经济优势，那对决策层来说将是非常有价值的参考。这本书的厚度和内容的详实度预示着它试图成为一个综合性的参考宝库，能够满足从学生到高级研发人员的广泛需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量给人留下了深刻的印象。清晰的流程图、高质量的扫描电镜（SEM）图像以及精心制作的有限元模拟结果图，极大地提升了阅读的流畅性和理解的直观性。我关注到其中似乎有专门章节讨论了新型树脂体系的研发与应用，这对于追求更高工作温度和更佳抗冲击性能的研究者来说，无疑是宝贵的资料。我不禁猜想，作者是否提供了一个可供参考的CFRP材料选型指南，考虑到不同纤维类型（如高模量与高强度）和不同预浸渍工艺对最终加固效果的微妙影响。此外，如果书中能详细剖析CFRP加固后结构整体稳定性的变化规律，特别是对于薄壁构件或受弯构件，那将更具说服力。这本书似乎在努力构建一个全面的知识树，每一个分支都指向一个具体的工程难题的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深结构工程师，我深知规范与标准在工程实践中的极端重要性。我热切期盼这本书能在讨论技术细节的同时，紧密结合国内外现行的相关设计规范和施工验收标准。如果这本书不仅介绍了“如何做”，更能清晰阐述“为什么按照这个规范要求做”，甚至探讨规范背后的力学逻辑和工程经验积累，那么它就从一本技术手册升华为一本理论指导手册。我特别留意了其中关于后处理和表面清洁要求的描述，这些看似琐碎的环节往往是加固失败的导火索。书中对现场施工工艺的细致讲解，尤其是针对复杂几何形状构件（如桥墩、节点的处理）的经验总结，我相信是其他纯理论著作难以比拟的财富。这本书给我的感觉是，它是一位经验丰富的导师，带着我们一步步走过从设计到交付的全过程。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，最让我感到惊喜的是它对“性能”二字的定义似乎非常全面和多维度。我一直在寻找一本能够超越简单强度提升讨论的书籍，去探讨疲劳寿命、抗震性能以及耐久性等复杂问题。这本书的章节安排暗示了这一点，它似乎没有止步于静力加载试验的结果展示，而是深入到了动态响应和极端工况下的行为预测。尤其是在“工程应用”这一块，我期望看到它详细对比了不同锚固技术、不同铺设方式在真实结构长期服役中表现出的差异性，比如温度变化、湿度侵蚀对粘结层的影响。如果它能结合先进的无损检测技术，提供一套完整的加固结构健康监测的思路和方法论，那么这本书的价值将大大提升。我非常看重其对风险评估和安全系数设定的论述深度，这直接关系到结构的安全性和经济性平衡。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常引人注目，深邃的蓝色背景中穿插着清晰的力学模型图，一下子就抓住了我的眼球。我本来对这个领域了解不多，但看到这本书的结构布局后，感到它似乎提供了一个非常系统且深入的导览。从目录上看，它似乎在试图构建一个从基础理论到实际操作的完整知识体系。我特别期待它在材料本构关系和界面粘结机理方面的阐述，因为这往往是决定加固效果的关键所在。如果这本书能深入剖析不同环境载荷下 CFRP 的长期服役性能，并辅以丰富的工程案例分析，那它无疑将成为我案头必备的工具书。我希望它不仅仅是理论的堆砌，而是能真正 bridging the gap（架起桥梁），让工程师们在面对实际结构病害时，能有扎实的理论支撑和可行的操作指南。整体来看，这本书散发着一种严谨的学术气息和强烈的工程实践导向，让人对内容充满好奇。

评分☆☆☆☆☆

碳纤维加固这项技术已经越来越受建筑行业青睐了！

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我安静地过着我此刻的生活，在每天匆忙之中来回我的三点一线，我并不为别的，我只为那学海无涯苦作舟的打磨。求学之路漫长而又艰辛，其中的疲惫与苦痛不言而喻。然而我又厌倦懈怠，不仅仅是为了高考，更是为了我的梦想，为了我想要的明天。高中的打磨所给的那些，收获在我的心里早已成了我不懈努力的垫脚石。冬练三九，夏练三伏，我会证明，用我的一生。

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

我站在高二的风中，抬起头望向操场上空铅灰色的天空，飘零的云朵在风中缓缓移动，它们拂过我的鬓角，让我明白疲惫的自己就如荆棘鸟一般，要坚持不懈的、勇敢无畏的继续这条经打磨后而显得漫长且疲惫，需要毅力的永无终止的道路。我明白自己不能够懈怠。不能够放弃，不能够害怕苦痛，不能够失去信仰。因为我懂得人生就是一场漫长的打磨，它此刻磨砺我，是让我更好地去为了我想要得到的未来与自由而付出我所有的努力，让我更坚定无畏的走向未来更好的自己。

评分☆☆☆☆☆

不错

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-----题记

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我坚信我的人生终将在无数次的打磨中，在岁月的洗礼中，彰显辉煌，闪闪发光，绽放出令世人惊叹的美丽来。

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冰心说，“成功的花，人们只惊羡她现时的明艳。然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。”人生必须经历坚持不懈地反复打磨，这其中的苦痛更是要人明白，若一个人的一生没有经历这些那些的打磨，纵使她最后成就了自己辉煌的人生，她此生也绽放不出那种闪亮的光彩，她的一生也彰显不出那种永恒的美丽。

评分☆☆☆☆☆

一枚沙贝需要吸纳大量的沙子才能拥有永恒的美丽。