FRP筋嵌入式加固混凝土梁火災后受彎性能研究.pdf

1、近年來，尤其是日本阪神大地震后，纖維增強復合材料（Fiber Reinforced Polymer，簡稱FRP）加固補強混凝土結構技術在工程中得到了廣泛的應用，但其耐火性能研究不足已成為其推廣應用的瓶頸之一。嵌入式加固法由于其在錨固性能、粘結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用。然而，F(xiàn)RP筋嵌入式加固混凝土結構的耐火性能的研究還非常少，尤其是火災后的性能評估所需的基本試驗數(shù)據(jù)十分缺乏。為此，本文對

2、玄武巖纖維復合筋（BFRP筋）嵌入式加固混凝土梁的耐火性能和火災后受彎性能進行了試驗研究，具體開展了以下幾個方面的工作:
　　1.系統(tǒng)地總結并分析了國內(nèi)外有關鋼筋、混凝土及FRP材料的熱工性能、高溫下及高溫后力學性能的主要研究成果。在此基礎上，確定適合本文研究的各種材料高溫熱力學性能的取值。
　　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，對其裂縫形態(tài)及分布、荷載-位移關系和受彎承載力進行

3、了分析，為后續(xù)火災及火災后的試驗方案設計和試驗結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行嵌入式加固，研究了無防火保護措施的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，并對試驗現(xiàn)象、梁截面的溫度、變形及耐火極限等進行分析。試驗結果表明，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后靜載試驗，對BFRP筋嵌入式加固鋼筋混凝土梁火災后的受彎性能進行了研究，并對其裂縫形態(tài)及分布、荷載-位移關系和受彎承載力進行了分析。試驗結果表明，梁的剛度有明顯下降，并且受火時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、災高溫同時作用后，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后的受彎承載力仍高于未加固梁。受火45min，無防火保護的BFRP筋嵌入式加固混凝土梁冷卻后加載至破壞時，曾受到近400℃高溫作用的BFRP筋無斷裂跡象，表明嵌入于構件表面的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，對文中火災試驗梁在其實際升降溫曲線作用下截面的