硅酸钙防火板保护下的CFRP加固混凝土梁耐火设计

随着CFRP在混凝土结构加固中的广泛应用,其防火问题引起关注。但是目前关于高温下CFRP加固构件的防火性能研究成果相对较少。以当前国内外相关研究成果为基础,用有限元程序对加固构件进行高温下的传热分析和力学分析,运用有限元程序在计算机上再现了防火试验的全过程。研究荷载比、CFRP加固量、防火材料厚度以及混凝土保护层厚度等因素对采用硅酸钙防火板保护的CFRP加固梁耐火极限的影响规律,并得到了不同工况下的CFRP加固钢筋混凝土梁的耐火极限,为CFRP加固混凝土梁的防火设计提供了依据。     

CFRP加固钢筋混凝土梁耐火性能试验研究

采用厚型防火涂料和硅酸钙防火板对3根CFRP加固钢筋混凝土梁进行了不同方法的防火保护,在ISO834标准升温条件下进行耐火性能对比试验。分析了不同防火方法及端部锚固性能对高温下CFRP加固梁的温度场变化规律、跨中挠度、破坏形态及耐火极限的影响。试验研究表明:采用50mm厚防火涂料和40mm硅酸钙防火板对加固梁进行三面U型防火保护,耐火极限均可达到2.0h;提高CFRP的端部锚固性能可有效地改善加固梁的耐火性能;防火涂层中增设钢丝网片约束防火涂料、防止开裂和脱落效果明显。试验结果分析表明:CFRP加固混凝土梁防火保护的重点并非是CFRP材料本身,而是钢筋混凝土梁;可以通过延缓钢筋与混凝土材料的温度增长来推迟加固梁达到极限状态的时间,从而获得较好的耐火性能。     

防火保护的CFRP加固混凝土梁抗火性能分析

将CFRP和粘结CFRP所用胶黏剂作为"整体材料",建立了不同温度下CFRP-混凝土界面的等效本构关系,并运用ANSYS有限元分析程序对分别采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁在不同工况下的抗火性能进行了分析,研究防火保护材料厚度、混凝土保护层厚度、荷载比及加固量对CFRP加固混凝土梁抗火性能的影响。结果表明,CFRP加固混凝土梁抗火性能随着荷载比和加固量的增大而降低,随着防火保护材料厚度和混凝土保护层厚度的增加而增强;相对而言,防火保护层厚度、荷载比和跨高比对CFRP加固混凝土梁耐火性能的影响较大,而加固量的影响相对较小。     

碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的耐火极限分析

编制了碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁的温度场计算程序和耐火极限分析程序,通过数值分析结果与试验结果的对比,初步验证了程序的有效性。利用上述程序,针对高温下加固梁的受弯破坏形态,就不同构件跨高比、防火涂料厚度、受拉纵筋配筋率、碳纤维布加固量、混凝土保护层厚度、荷载比等共计1728种工况进行了大量计算分析,同时考察了各参数对加固梁耐火极限的影响规律。在此基础上,建立了加固梁的耐火极限简化预测方法。研究结果表明,加固梁的耐火极限随防火涂料厚度、混凝土保护层厚度和受拉纵筋配筋率的增加而逐渐增大,同时随荷载比、碳纤维布加固量和跨高比的增加而逐渐减小,其中荷载比的影响最为显著。     

CFRP加固钢筋混凝土板耐火性能的试验研究

对3块CFRP加固钢筋混凝土板进行火灾试验,分析了破坏形态、截面温度场和挠度。结果表明:(1)无机胶粘贴CFRP加固混凝土板的耐火极限约为22min;(2)涂有防火涂料加固板的截面温度比无防火涂料的小;(3)同等防火保护下无机胶粘贴CFRP加固混凝土板的截面温度比有机胶的小很多;(4)火灾下CFRP的失效有一定突然性;(5)有防火保护的无机胶粘贴CFRP加固混凝土板耐火性能良好,暴露火灾中90min仍有良好的加固性能。     

CFRP抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究

采用厚型防火涂料对4根碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了IS0834标准升温条件下的恒载升温耐火性能试验,得到了试验梁的测点温度、位移随时间增加的分布关系.分析了不同加载方式、剪跨比、加固量和防火保护层厚度对高温下CFRP抗剪加固梁的跨中挠度、破坏形态及耐火极限的影响.试验结果表明:在相同的弯、剪富余量,相...     

内嵌CFRP板条加固钢筋混凝土梁的抗火性能试验研究

采用外贴碳纤维增强复合材料(CFRP)加固的钢筋混凝土结构,由于CFRP的高温力学性能较差,使得加固后的钢筋混凝土结构存在耐火性能不足的问题。相比而言,将CFRP板条嵌入被加固构件的混凝土保护层之中的嵌入式加固方法,由于外覆混凝土层的保护,CFRP板条的黏结材料可以免受外部恶劣环境、碰撞和火灾的影响,使得加固钢筋混凝土结构在理论上具有更好的抗火性能。为了深入了解内嵌CFRP板条的加固梁在高温下的力学性能,进行了9根内嵌CFRP板条加固梁和2根外贴CFRP布加固及1根未加固的对比梁的高温性能试验,通过ISO 834标准升温试验,研究了4个主要因素,即加固方法(嵌入式/外贴式)、防火保温模式(楔入/单面/三面)、防火材料(超薄型防火涂料/厚型防火涂料)和黏结剂的种类(环氧树脂/氯氧镁水泥)对梁的高温性能的影响。试验结果表明,采用适当的防火保护并选择有效的黏结材料,内嵌CFRP加固钢筋混凝土梁可以达到规范要求的耐火极限。     

高温下CFRP加固RC梁升温分布及钢筋退化分析

为了研究不同防火涂层厚度工况下CFRP加固RC梁在火灾高温下的性能退化规律,运用三维数值分析方法,计算了不同厚度防火层的梁截面温度场分布及钢筋退化情况。计算表明,截面温度场在钢筋附近形成温度集中区,无防火层时纵筋温度迅速升高,性能退化迅速;随着防火层厚度的增加,钢筋强度退化时间逐渐延长。研究成果对CFRP加固钢筋混凝土结构在高温下的力学性能、耐火极限及结构防火设计具有参考意义。     

CFRP加固混凝土梁防火保护构造方法试验研究

在对采取防火保护的CFRP加固混凝土构件的耐火试验研究时,发现高温下附着在构件表面的防火保护材料有整体或局部脱落现象.因此,在实际工程中必须采取适当的构造措施防止防火材料在受火过程中脱落.分别对采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料、防火板和普通水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁设计了相应的防止脱落的构造措施,并通过耐火试验验证了不同构造措施的可行性.     

碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火极限分析

编制了碳纤维布加固钢筋混凝土板的高温全过程分析程序,程序的有效性得到了试验结果的初步验证。针对不同构件尺寸、防火涂料厚度、受拉纵筋配筋率、碳纤维布加固量、混凝土保护层厚度、荷载比等共计6400种工况,进行了碳纤维布加固钢筋混凝土板的高温反应分析,考察了各主要参数对该类加固构件耐火极限的影响规律。在此基础上,建立了该类加固构件耐火极限的实用计算方法。研究结果表明：高温下碳纤维布加固钢筋混凝土板的耐火极限随板的厚度、防火涂料厚度和混凝土保护层厚度的增加逐渐增大,而随碳纤维布加固量和荷载比的增加逐渐减小;其中荷载比的影响最为显著,受拉纵筋配筋率对该类加固构件的耐火极限影响较小。     

相对两面受火方钢管混凝土耐火极限

方钢管混凝土柱的抗火性能与设计是其在工程实践中的关键问题之一,因而众多国内外学者对此进行了研究。但是,现有研究及其成果和现行规范或规程大多假设其四面均匀受火,而实际火灾中方钢管混凝土柱也可能存在单面、两面及三面等非均匀受火边界。受火边界的改变,使非均匀受火的方钢管混凝土柱受力机制和抗火性能与四面受火情况有所不同。为此,研究了一种典型非均匀受火边界,即相对两面受火条件下方钢管混凝土柱的抗火性能,在大量参数分析的基础上,提出了相对两面受火时方钢管混凝土承载力影响系数的简化公式,可用于评估该火灾条件下方钢管混凝土柱耐火极限,以供工程实践参考。     

建筑结构用耐火钢的耐火极限试验

采用鞍钢开发的抗拉强度490MPa级耐火钢,根据中冶集团建筑研究总院设定的试验方案。经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心试验,鞍钢耐火钢在无涂覆状态下达到国家建筑4级梁的耐火极限;薄型涂覆达到3级梁的耐火极限;厚型涂覆达到了1级梁的耐火极限,并且实现耐火钢的厚型涂覆材料厚度比普通Q345钢节省1／2。     

高层住宅社区建筑消防安全探析

从我国消防监督管理工作的实际出发,分析现代高层住宅社区消防工作的主要问题,提出建立健全城市社区消防组织和消防工作制度,落实消防经费,完善消防设施,提高对住宅社区的消防监督检查水平,提高物业服务企业人员消防管理水平等方面的对策。     

火灾下钢结构构件的温度分析

对火灾下不同情况的钢结构构件的温度进行了分析 ,给出了高温下有轻质保护层的钢构件和有非轻质保护层的钢构件的温度计算公式。通过假设温度场的轮廓和保护层的周边形状相一致 ,将有非轻质保护层的钢构件的二维热传递问题简化为一维 ,并与二维方法进行了对比 ,还给出了局部火灾下钢梁的简单计算方法。此外 ,通过对HEB14 0和HEB2 0 0两种不同的钢柱被覆10mm和 2 0mm两种不同厚度硅酸钙板保护层的试验 ,从理论上模拟了其在火灾中的温度反应。     

钢框架结构抗火性能的试验研究

本文介绍四次不同水平荷载作用下,单层单跨钢框架结构的抗火试验,试件由特制的煤气炉进行加热升温,试验结果和理论分析结果吻合良好,文章最后提出了几点结论,供钢结构抗火设计参考.     

利用火羽流模型分析钢结构的防火保护

运用较为成熟的羽流温度计算模型,计算钢结构所处环境的温度,以此来判断钢结构是否需要防火保护。进而提出根据可能的火源情况来判断钢结构保护的区域方法,以达到防火有效性和经济性的统一。     

钢管混凝土柱耐火极限和防火设计实用方法研究

在对钢管混凝土柱耐火极限试验研究和理论分析结果的基础上 ,分析了组成钢管 (高强 )混凝土的材料强度、截面含钢率、截面直径、构件长细比和荷载偏心率等参数对ISO 83 4标准火灾作用下 ,柱构件承载力的影响 ,提出了承载力和防火保护层厚度实用计算方法。最后 ,简要介绍了深圳赛格广场大厦和杭州瑞丰、商业大厦钢管混凝土柱防火保护设计方法 ,可供有关工程参考     

对扩大防火分区适用条件的探讨

防火规范中某些放宽的条款常被不适当使用,如无限制的扩大防火分区,甚至不设置防火分区,严重降低了建筑物抵抗火灾的能力。笔者通过对一些典型场所的分析,对建筑设计防火规范中某些条款提出加强约束的建议。防火分区扩大的前提是要有相对应的条件以保证其安全性不被降低,防火分区扩大后产生应采用加强消防设施和提高装饰材料阻燃性能来弥补。对于步行街,不应仅仅考虑满足步行街条款的要求,同时也要执行防火分区的要求,两个条款要同时满足。     

轨道交通枢纽消防安全设计研究

通过分析轨道交通枢纽工程中的消防设计难点,结合天津站综合交通枢纽工程建筑消防安全设计的实例,阐述了消防安全设计中存在的主要问题以及消防性能化设计的解决思路和方法,提出在类似轨道交通和客流量集中的工程项目中,采用消防性能化的设计方法可有效解决建筑消防安全设计问题。     

钢管混凝土柱防火保护层计算方法研究

计算结果表明 ,作用在钢管混凝土柱上的荷载对其耐火极限及防火保护层厚度影响很大。基于数值计算结果及课题组前期的研究成果 ,提出了按规范ISO - 834或GB T 9978- 1999规定的标准升温曲线升温作用下 ,考虑火灾荷载比影响的钢管混凝土柱防火保护层厚度的实用计算方法 ,计算结果和数值计算与试验结果均基本吻合。