完海鹰， 陈 龙， 陈安英

(合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

H型钢是属于经济断面型材，由于其力学性能具有诸多优势，如抗震性能较好、构造方便等，最近几年被广泛地应用在建筑中。在众多钢结构建筑中，H型钢的用量占总用钢量的40%～80%[1]。但在日常使用中，H型钢构件难免会出现损伤现象，为了节约资源与经济，有必要对其采取加固措施。传统的加固效果往往有限，而CFRP材料具有轻质高强、耐腐蚀等优势，已经被广泛地应用在混凝土加固方面[2-5]，在钢结构加固方面的应用也逐渐受到重视[6]，故采取CFRP对H型钢柱加固是一种可行的方式。

本研究对CFRP加固轴压H型钢柱进行了数值模拟分析，探讨了H型钢柱在不同加固方式与CFRP层数下的补强效果及有效的加固方法。

1 有限元模拟

1.1 材料属性

采用有限元模拟，一共设计了10根轴心受压H型钢柱构件，钢材型号为Q235，构件长度均为1 500 mm，H型钢柱截面高度为100 mm，宽为100 mm，腹板厚度为6 mm，翼缘厚度为8 mm。模拟所选用的CFRP材料为日本东丽高性能碳纤维单向布，具体材料属性见表1。

表1 材料属性

1.2 构件设计

本研究主要分析CFRP粘贴间距与CFRP层数对加固后H型钢柱稳定承载力的影响。各构件的编号及相应的参数见表2，表中H代表钢柱，T代表CFRP层数，S代表粘贴间隔。

表2 构件编号及参数

1.3 模型单元的选择与建立

本研究采取了“实体-壳”有限元模型[7]，考虑到加载板对模型计算准确性的影响，故用C3D8R实体单元来建立H型钢柱与加载板，胶层与CFRP材料可被看作……