FRP筋嵌入式加固混凝土梁火災(zāi)后受彎性能研究.pdf

1、近年來，尤其是日本阪神大地震后，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer，簡稱FRP）加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但其耐火性能研究不足已成為其推廣應(yīng)用的瓶頸之一。嵌入式加固法由于其在錨固性能、粘結(jié)性能和耐火性能等方面相比于外貼加固法具有明顯優(yōu)勢，被越來越廣泛地研究和應(yīng)用。然而，F(xiàn)RP筋嵌入式加固混凝土結(jié)構(gòu)的耐火性能的研究還非常少，尤其是火災(zāi)后的性能評估所需的基本試驗(yàn)數(shù)據(jù)十分缺乏。為此，本文對

2、玄武巖纖維復(fù)合筋（BFRP筋）嵌入式加固混凝土梁的耐火性能和火災(zāi)后受彎性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，具體開展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1.系統(tǒng)地總結(jié)并分析了國內(nèi)外有關(guān)鋼筋、混凝土及FRP材料的熱工性能、高溫下及高溫后力學(xué)性能的主要研究成果。在此基礎(chǔ)上，確定適合本文研究的各種材料高溫?zé)崃W(xué)性能的取值。
　　2.開展了1根普通混凝土梁和1根BFRP筋嵌入式加固鋼筋混凝土梁的常溫靜載試驗(yàn)，對其裂縫形態(tài)及分布、荷載-位移關(guān)系和受彎承載力進(jìn)行

3、了分析，為后續(xù)火災(zāi)及火災(zāi)后的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果分析提供參考和依據(jù)。
　　3.通過采用兩端錨固的耐高溫乙烯樹臘基BFRP筋對鋼筋混凝土梁進(jìn)行嵌入式加固，研究了無防火保護(hù)措施的1根普通混凝土梁和1根BFRP筋嵌入式加固鋼筋混凝土梁的耐火性能，并對試驗(yàn)現(xiàn)象、梁截面的溫度、變形及耐火極限等進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，在0.5的荷載比條件下，BFRP筋嵌入式加固混凝土梁和普通鋼筋混凝土梁在受火前30min內(nèi)具有同樣的耐火能力，繼續(xù)受火后前者

4、的耐火極限為60min，后者的耐火極限為69min，表明兩端錨固的耐高溫乙烯樹脂基BFRP筋嵌入式加固混凝土梁具有較好的耐火性能。
　　4.通過1根普通混凝土梁和2根BFRP筋嵌入式加固鋼筋混凝土梁的火災(zāi)后靜載試驗(yàn)，對BFRP筋嵌入式加固鋼筋混凝土梁火災(zāi)后的受彎性能進(jìn)行了研究，并對其裂縫形態(tài)及分布、荷載-位移關(guān)系和受彎承載力進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，梁的剛度有明顯下降，并且受火時(shí)間越長梁的剛度下降越多。經(jīng)歷0.5荷載水平的恒載和火

5、災(zāi)高溫同時(shí)作用后，梁的受彎承載力不同程度的降低，但相同條件下加固梁火災(zāi)后的受彎承載力仍高于未加固梁。受火45min，無防火保護(hù)的BFRP筋嵌入式加固混凝土梁冷卻后加載至破壞時(shí)，曾受到近400℃高溫作用的BFRP筋無斷裂跡象，表明嵌入于構(gòu)件表面的FRP筋相比于FRP裸筋具有更好的耐火性能，F(xiàn)RP筋嵌入式加固混凝土梁的耐高溫性能具有較大的提升潛力。
　　5.基于ABAQUS有限元分析軟件，對文中火災(zāi)試驗(yàn)梁在其實(shí)際升降溫曲線作用下截面的