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第一章 绪论1

1.1来自课堂的提问1

1.2粘钢加固技术的缘起1

一、国外研究的情况1

二、国内研究的情况2

三、粘钢加固技术的改进和发展3

1.3纤维增强塑料（FRP）在建筑工程中应用的历史及现状4

一、FRP材料的历史5

二、国内外FRP专业委员会及编制设计规范的情况6

三、FRP学术活动情况7

四、纤维材料和应用技术的发展8

第二章 粘结的基本理论10

2.1粘结机理10

一、粘结力产生的来源10

二、粘结界面形成的基本条件11

三、粘结现象的各种理论解释13

2.2影响粘结强度的因素14

一、粗糙度和表面形态的影响14

二、弱界面层的影响15

三、内应力的影响16

四、环境的影响16

2.3粘结构件的破坏分析17

一、破坏类型的相互转化17

二、影响破坏强度因素的分析18

三、粘结尺寸的影响21

2.4粘结构件设计的基本原则23

一、粘结构件的常用类型23

二、应力集中现象及其缓和24

三、适宜的搭接长度26

第三章 粘结应力的有限元分析28

3.1钢粘钢拉剪计算28

一、钢板搭接拉剪模型28

二、结构胶的弹模对界面应力最大值的影响29

三、胶层厚度对界面应力最大值的影响29

四、钢板厚度对界面应力最大值的影响31

五、钢板搭接长度对界面应力最大值的影响32

六、钢板宽度对界面应力最大值的影响32

七、GB7124-1988《标准》规定模型的有限元分析结果34

八、结论34

3.2混凝土梁外粘碳纤维（CFRP）弯曲三维弹性有限元分析35

一、计算参数35

二、碳纤维端部应力集中37

三、横截面的正应力σx39

四、结构胶弹性模量对应力分布的影响40

五、结论41

3.3 U形箍对粘结应力影响的分析42

一、计算参数42

二、计算结果及分析43

三、结论45

3.4钢支托（牛腿）削减应力峰值的计算45

一、计算参数45

二、计算结果及分析45

三、结论46

3.5碳纤维粘贴混凝土构件拉剪计算46

一、计算参数46

二、成果及分析46

第四章 混凝土结构外粘钢板补强加固计算49

4.1混凝土结构粘钢加固的原理49

一、粘钢加固计算的基本假设49

二、混凝土结构加固的特殊性50

4.2粘钢加固计算方法53

一、受弯构件正截面加固计算53

二、受弯构件斜截面加固计算64

4.3受弯构件正截面受压区加固及负弯矩受拉区加固68

一、正截面受压区加固68

二、梁、板负弯矩区受弯粘钢加固71

4.4湿包钢灌注加固法75

一、湿包钢灌注加固法的来源75

二、湿包钢灌注加固法的优点及应用范围76

三、湿包钢灌注加固法的原理及计算方法76

4.5钢结构“点焊湿包钢灌注”加固80

一、钢结构的病害80

二、钢结构一般加固的方法80

三、“点焊灌注湿包钢”加固法80

第五章 碳纤维复合材料（CFRP）知识初步82

5.1什么是碳纤维复合材料（CFRP）82

一、碳纤维发展的历史与背景82

二、碳纤维的性能82

5.2碳纤维的种类85

一、粘胶基碳纤维85

二、聚丙烯腈基（PAN基）碳纤维87

三、沥青基碳纤维89

四、其他类型碳纤维90

五、当今碳纤维材料拉伸强度和弹性模量的极限值90

5.3碳纤维复合材料91

一、碳纤维增强树脂复合材料种类91

二、碳纤维“预浸料”91

三、碳纤维预浸料的力学性能92

四、碳纤维复合材料不同方向力学性能92

五、碳纤维树脂复合材料的成型93

5.4怎样选择适用的碳纤维材料93

一、从碳纤维的类型方面选择93

二、从材料的综合因素考虑96

5.5碳纤维材料力学性能的测试方法97

一、碳纤维材料拉伸强度、拉伸模量试验97

二、碳纤维积层板的弯曲强度、弯曲模量试验99

三、碳纤维与混凝土粘结强度试验100

第六章 混凝土结构外粘纤维增强材料（FRP）补强加固计算102

6.1碳纤维增强复合材料（CFRP）加固结构的优缺点及特征102

一、CFRP与钢板补强加固之优缺点比较102

二、碳纤维复合材料加固结构的功能103

三、碳纤维复合材料加固结构的特点103

6.2纤维复合材料（FRP）补强加固设计的基本要求104

一、一般设计考虑104

二、设计思路104

三、加固类型104

四、构造要求105

五、纤维复合材料的选择105

六、设计材料性能的折减107

6.3抗弯构件正截面补强加固计算方法108

一、假设108

二、采用纤维复合材料对梁结构补强的设计分析108

三、梁的弯矩补强设计分析109

四、工作应力法109

五、极限弯矩计算法112

六、考虑二次受力计算115

6.4抗弯构件斜截面抗剪强度加固计算118

一、剪切破坏的形态118

二、斜截面补强加固的形式及有关规定118

三、斜截面抗剪强度加固前校核119

四、纤维材料斜截面抗剪补强加固计算120

6.5纤维复合材料加固混凝土柱的计算128

一、轴心受压构件的加固128

二、钢筋混凝土柱抗剪加固计算129

6.6纤维复合材料补强加固设计的构造要求130

一、构件内转角和外转角130

二、纤维端剥离脱层130

三、纤维脱胶处理130

四、混凝土保护层脱落131

五、搭接及拼接构造132

6.7混凝土板的加固132

一、无孔混凝土板加固132

二、有孔混凝土板加固133

第七章 结构胶的力学性能及本构关系135

7.1结构胶的种类135

一、结构胶的分类135

二、有机类结构胶135

三、无机类结构胶135

7.2国内外研究结构胶的情况136

一、国外研究结构胶的情况136

二、国内研究结构胶的情况137

7.3国内外代表性结构胶的力学性能138

一、国外结构胶138

二、国内结构胶143

7.4 YZJ型结构胶的本构关系146

一、YZJ-C结构胶的拉伸全程曲线146

二、YZJ-C结构胶的压缩全程曲线147

三、YZJ-C结构胶的压、剪全过程曲线148

四、YZJ-C结构胶本构特性的概括与结论149

五、结构胶本身应具备的强度及粘结强度149

7.5结构胶本身强度及粘结强度的试验方法150

一、结构胶本身强度试验方法150

二、结构胶拉剪粘结强度的测试方法150

7.6结构胶的硬度、韧度及疲劳152

一、结构胶的硬度152

二、结构胶的韧度153

三、YZJ-1型粘钢胶和YZJ-C型纤维专用结构胶的“疲劳”试验154

7.7结构胶的老化问题156

一、引起结构胶老化的主要因素156

二、针对自然环境的加速老化试验157

三、加速老化与实际自然条件之间的关系159

四、结构胶的耐水性能159

五、提高结构胶抗老化的措施160

7.8结构胶的强度与温度变化的关系161

一、结构胶强度与温度的关系161

二、氧气切割使结构胶粘结强度损伤的试验162

三、局部焊接使结构胶粘结强度损伤的试验164

四、结论165

第八章 建筑结构粘结加固的试验研究166

8.1混凝土梁外粘钢板补强加固试验166

一、混凝土梁外粘钢板补强加固弯曲试验166

二、混凝土梁外粘钢板加固扭转试验171

8.2碳纤维材料（CFRP）加固混凝土梁的弯曲试验175

一、试验模型尺寸及材料性能175

二、加固方案及模型编号176

三、试验荷载的确定及试验内容177

四、试验结果与分析177

五、结论180

8.3 CFRP材料加固钢结构的试验181

一、材料性能试验181

二、工字形截面钢梁试验184

三、矩形截面钢梁试验187

四、钢板梁粘碳纤维试验190

五、钢板粘钢板试验191

六、钢结构加固试验结果分析及结论193

8.4.玻璃纤维（GFRP）加固混凝土梁的试验194

一、试验模型梁加固用材料的力学性能195

二、试验梁尺寸、材料与加载方式195

三、试验模型编号与加固方案196

四、试验结果与分析196

8.5芳纶纤维（AFRP）加固混凝土梁的试验204

一、试验模型材料、尺寸与加载方式204

二、模型编号与加固方案204

三、试验结果与分析204

四、结论208

8.6纤维（FRP）加固混凝土矮梁加高截面的试验208

一、试验模型尺寸、材料与加载方式208

二、试验模型编号与加固方案209

三、试验结果与分析209

8.7碳纤维加固裂缝混凝土梁的试验215

一、裂缝混凝土梁试验模型215

二、试验梁预裂缝部位及测点布置216

三、试验结果与分析216

四、结论219

8.8多层CFRP加固混凝土梁“应力滞后”及纤维端部应力集中的试验220

一、试验模型与应变片布置220

二、试验结果与分析220

第九章 建筑结构外粘钢板和FRP补强加固的施工技术226

9.1工程结构外粘钢板补强加固的施工技术226

一、混凝土结构外粘钢板施工流程226

二、外粘钢板材料处理及施工要求226

三、被粘混凝土构件处理及施工要求228

四、结构胶的配制及技术要求229

五、“湿包钢灌胶粘钢”加固施工要求230

9.2工程结构外粘增强纤维（FRP）补强加固的施工技术231

一、碳纤维补强加固的施工流程及剖面图231

二、被加固混凝土表面处理232

三、底胶涂布233

四、修补胶修补混凝土233

五、浸渍胶涂底234

六、粘贴纤维布234

七、浸渍胶上涂234

八、表面涂饰235

九、碳纤维补强加固施工质量检查235

第十章 工程加固实例238

10.1粘钢加固技术在提高桥梁承载能力上的应用238

一、引言238

二、大桥质量检测238

三、大桥加固内力验算239

四、粘钢加固设计与计算241

五、粘钢加固方案与施工工艺242

六、结语244

10.2灌胶粘钢技术在黄河万家寨水电站尾水管修型中的应用244

一、问题的提出244

二、修型的模型试验245

三、尾水管修型范围及形状245

四、尾水管修型方案246

五、修型采用的新材料与新技术247

六、修型产生的效益249

10.3拉浪水电站弧形钢闸门检测、计算及粘钢补强加固249

一、引言249

二、闸门存在的主要问题250

三、加固方案与加固后验算251

四、“点焊灌胶粘钢法”及施工工艺254

五、加固后原型检测结果254

10.4抗震结构粘钢加固动力计算、试验与实践256

一、问题的提出256

二、抗震结构有限元计算257

三、抗震结构动力试验分析259

四、动力试验结果分析261

五、结论262

10.5某银行钢筋混凝土框架梁粘钢加固现场试验分析262

一、引言262

二、加固情况简介263

三、试验的目的与要求263

四、试验方法264

五、试验结果与分析265

六、结论268

10.6顺德电厂副厂房粘钢加固抗震实例269

一、引言269

二、现场动力参数的测定269

三、结构静力计算271

四、动力计算272

五、粘钢加固计算275

六、粘钢加固抗振试验276

七、粘钢后结构自振频率计算278

八、结论278

附表279

附表一 常用碳纤维布型号及性能指标279

附表二 常用碳纤维压制板的型号及性能指标283

附表三 常用高强玻璃纤维布型号及性能指标285

附表四 常用芳纶纤维布型号及性能指标285

附表五 混凝土强度等级及弹性模量286

附表六钢筋强度标准值及弹性模量287

附表七 裂缝控制等级、混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值288

附表八 受弯构件的容许挠度289

附表九 钢筋的计算截面面积及公称质量表289

附表十 混凝土构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率ρmin（%）290

附表十一 配置热轧钢筋受弯构件的最大配筋百分率ρ max（%）290

附表十二 常用钢板截面特性表290

参考文献292