CFRP加固轴心受力钢结构构件的可靠性分析研究(4)

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5、钢结构中各类连接节点的损伤的加固，通常也是采用缠绕和粘贴的办法。

整个加固过程粘贴操作并不复杂，对于一般的专业技术人员即可操作。这种快捷加固方式在工程中很快得到好评，大量的工程加固实例在这一时期都以此加固方法作为首选。

CFRP与传统钢结构加固修复技术的比较可通过表1-1直观的表现。

表1-1 CFRP与传统钢结构加固修复技术的比较

焊接加固螺接加固铆接加固 CFRP加固

热塑区母材的韧性，塑性降低截面削弱

截面削弱对母材无损伤

存在应力集中、焊接残余应力、残余应变普通螺栓在动荷载下易发生松动铆合温度过高，易引起局部材质硬化无残余应力，无应力集中

易产生裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷高强螺栓易发生应力松弛、滑移变形铆合质量不易控制，不易确定结构修复效果操作简单，易施工

施工技术要求高，耗钢量多耗时耗材耗力劳动强度高，耗钢量多施工效率高

图1-1[8]和图1-2[8]是合肥工业大学进行CFRP加固钢梁试验的实拍照片，从图中可以看出CFRP加固钢梁的粘贴形式。

到图1－7摘取了国内外部分实验和实际加固工程的实例图片，从图中可以看出CFRP加固的钢结构构件的方法、方式，加固工艺流程和加固后的效果等。

图1-3 CFRP加固轴心受力100mmX1.66mm方钢管的实图

图1-4 M.R.Bambach实验研究CFRP加固轴压方钢管的破坏模式的实图

图1-7 CFRP加固施工现场图

1.3 碳纤维加固钢结构的研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究状况

1.4 工程结构可靠性发展现状分析

1.4.1 国外工程结构可靠性发展现状

20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析是结构可靠性理论产生的标志。当时主要的研究者和研究理论包括：1911年卡钦奇首先提出了用统计数学的方法研究荷载及材料强度；最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的研究成果是1926年迈耶通过系统的理论研究和分析的基础上，提出的基于随机变量均值和方差的设计方法。1926到1929年，前苏联的哈奇诺夫等研究了概率设计的方法，但当时方法不够严格，缺乏统一的认识和应用的条件，因此未能付诸实施。1935年和1947年斯特列律斯基、尔然尼钦和苏拉等人相继发表了结构安全度的概率论和数理统计学方面的文章。同期，弗罗伊登彻尔提出了在随机荷载作用下结构安全度的基本问题，展开了结构可靠性的研究工作。1946年美国的弗罗伊登彻尔（A.M.Freudenthal）发表了题为《结构的安全的》的论文[30],开始较为集中地讨论了这个问题，研究了全分布概率方法论。同期，尔然尼钦发还表了“结构安全度”一文，提出了一次二阶矩法计算工程结构可靠度理论的基本概念[31]奠定了结构可靠的理论基础。1969年美国的柯涅尔在尔然尼采工作的基础上提出了用可靠指标作为衡量结构安全度的统一数量指标。1978年拉克维茨（Rudiger Rackwitz）和菲斯莱（Bemd Fiessler）给出了易于工程人员理解的当量正态化处理非正太分布方法，被国际安全联合会（JCSS）推荐使用[32], 标志着二阶矩模式的结构可靠度的表达式与设计方法真正进入了工程应用阶段。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展，概率论的结构设计方法也逐渐被工程界所接受。1974年加拿大的Hasofer和Lind提出了结构可靠度指标β的新定义[33]，将可靠指标定义为标准正态空间内，坐标原点到极限状态曲面的最短距离，曲面上距离原点最近的点为验算点。Breitung在1984年考虑了极限状态曲面凹凸性的，给出了一个在验算点处主曲率的失效概率渐近计算公式，根据计算可靠指标时得到的灵敏系数(或方向余弦)向量应用Gram-Schmidt标准正交化方法产生正交矩阵，然后对随机变量进行正交变换。