碳纖維加固火災(zāi)后混凝土連續(xù)受彎構(gòu)件的試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、火災(zāi)會(huì)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成較大的損害，但一般通過修復(fù)加固還是可以繼續(xù)使用的，在火災(zāi)后受損鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)加固方面，研究人員先后提出了多種修復(fù)技術(shù)和加固方法，如置換法、增大截面法、噴射混凝土法、繞絲加固法、粘貼鋼板法和增加鋼支撐法等。但一些新技術(shù)，如碳纖維片材加固技術(shù)等還很少在火災(zāi)后構(gòu)件的修復(fù)加固中得到應(yīng)用。本文結(jié)合火災(zāi)后碳纖維布加固板、梁構(gòu)件的靜載試驗(yàn)，探究碳纖維布加固受火后鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的力學(xué)性能，為此，主要研究工作如下：

2、 ⑴制作了1塊鋼筋混凝土連續(xù)板，采用ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫制度對(duì)混凝土連續(xù)板進(jìn)行30分鐘火災(zāi)試驗(yàn)，用碳纖維布對(duì)鋼筋混凝土兩跨連續(xù)板的一跨進(jìn)行加固，對(duì)受火后的混凝土連續(xù)板的加固跨和未加固跨同時(shí)進(jìn)行靜載試驗(yàn)； ⑵制作了7塊鋼筋混凝土連續(xù)T形梁，無加固常溫梁1根，進(jìn)行靜載試驗(yàn)，采用ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫制度對(duì)3根混凝土連續(xù)梁進(jìn)行60分鐘火災(zāi)試驗(yàn)，對(duì)3根混凝土連續(xù)梁進(jìn)行74分鐘火災(zāi)試驗(yàn)，取受火60、74分鐘后梁各1根，無加固，進(jìn)行靜載試驗(yàn)

3、，采用碳纖維布加固受火60、74分鐘后梁各2根，進(jìn)行靜載試驗(yàn)； ⑶使用有限元軟件計(jì)算受火后板、梁構(gòu)件的溫度場(chǎng)，采用“混合法”求解導(dǎo)熱微分方程，所謂“混合法”即在空間域內(nèi)用有限單元網(wǎng)格劃分，而在時(shí)間域內(nèi)則用有限差分網(wǎng)格劃分，其實(shí)質(zhì)是有限單元法和有限差分法的混合解法，計(jì)算中考慮了合適的混凝土和鋼筋的熱工性能以及混凝土中水分的蒸發(fā)對(duì)溫度場(chǎng)的影響； ⑷采用有限元程序?qū)馂?zāi)后鋼筋混凝土板的受力性能進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)鋼筋混凝土板構(gòu)件，

4、受火后板構(gòu)件的溫度場(chǎng)為一維溫度場(chǎng)，根據(jù)對(duì)截面溫度場(chǎng)的計(jì)算，對(duì)應(yīng)火災(zāi)后不同受火溫度后混凝土的損傷性能，確定距離受火面不同位置的混凝土的應(yīng)力－應(yīng)變曲線，按照分層建模的方法對(duì)板進(jìn)行建模分析。模擬試驗(yàn)中板在荷載作用下的彎曲變形，混凝土、鋼筋和碳纖維布的應(yīng)變以及板的極限承載力等，通過計(jì)算值與試驗(yàn)值的對(duì)比，驗(yàn)證了建立模型的有效性； ⑸采用有限元程序?qū)馂?zāi)后鋼筋混凝土T形梁的受力性能進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)鋼筋混凝土梁構(gòu)件，受火后梁構(gòu)件的溫度場(chǎng)為二維

5、溫度場(chǎng)，由于其溫度分布較復(fù)雜，故首先對(duì)截面溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，然后將溫度場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果導(dǎo)入靜力分析過程中，考慮受火后混凝土和鋼筋的材性變化，對(duì)梁進(jìn)行建模分析。模擬試驗(yàn)中梁在荷載作用下的彎曲變形，混凝土、鋼筋和碳纖維布的應(yīng)變以及梁的極限承載力等，通過計(jì)算值與試驗(yàn)值的對(duì)比，驗(yàn)證了建立模型的有效性； ⑹分析了板、梁的強(qiáng)度、變形和延性的變化，采用等效截面法，按照受火后混凝土強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度與溫度的關(guān)系將截面進(jìn)行強(qiáng)度折減，將混凝土截面等效為階梯型