用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板抗火性能试验研究

针对粘贴CFRP布用有机胶软化点过低的问题,研制出600℃时强度不低于常温强度的无机胶。为探索用无机胶代替有机胶粘贴CFRP布提高加固结构抗火性能的可行性,进行了5块用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板的抗火试验。考虑到高温时CFRP布在绝氧条件下强度降低较为缓慢的特点,试验前分别选用厚型隧道防火涂料和厚型钢结构防火涂料对其进行防火保护。试验板先按ISO 834标准升温曲线升温1.5h,再自然降温1.0h。各板底纵向CFRP布经历最高温度为90~300℃,火灾下跨中最大新增位移介于计算跨度的1/438~1/95。经历火灾后,CFRP布完好,无机胶与混凝土板可靠粘贴。试验结果表明:采用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板,厚型隧道防火涂料和厚型钢结构防火涂料均能达到对CFRP布进行控温和绝氧的目的,前者防火效果明显优于后者;用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板采用防火涂料保护后,火灾下和火灾后CFRP布与混凝土板均可有效共同工作。     

无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构研究进展

总结了近年来用无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构的研究进展，包括各种无机胶凝材料（碱激发胶凝材料、氯氧镁水泥和水泥基复合材料）的分类与起源，碳纤维布常温与高温力学性能，以及无机胶凝材料加固混凝土结构常温与抗火性能等，指出了无机胶凝材料在加固技术中尚存在的一些问题，如各种无机胶凝材料的极限变形能力尚显不足等。分析结果表明：碱激发胶凝材料可耐600℃高温，氯氧镁水泥可耐300℃高温，且二者黏结加固效果均优于水泥基复合材料；常温下无机胶凝材料的粘贴加固效果与环氧类有机胶大体相当，高温下其加固效果明显优于环氧类有机胶，因此，用无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构并以此提高结构的承载力是可行的；用无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构的耐久性及其抗火设计方法等，应是今后一段时间建筑结构加固领域值得关注的课题。     

新型无机胶加固钢筋混凝土梁板的应用

采用新型无机胶(MPB)替代环氧类树脂胶对混凝土梁板进行碳纤维布的加固。首先介绍了无机胶的类型,并通过粘贴碳纤维布的混凝土试块的双剪试验和不同温度下新型无机胶的抗压强度的变化来验证采用新型无机胶粘贴碳纤维布加固混凝土梁板的有效性。实践表明,新型无机胶(MPB)的耐高温性能良好,通过新型无机胶(MPB)粘贴碳纤维布加固处理过的框架结构能在短期内达到有效提高框架结构承载力和耐高温的目的,新型无机胶的出现使得碳纤维布加固技术在建筑业中的发展前景更加广泛。     

CFRP布加固损伤混凝土空心板抗弯试验研究

汶川地震中,预应力钢筋混凝土板破坏较多,震后对部分受损板需采用粘贴CFRP布方式进行加固。为研究加固可靠性,对包括18块CFRP布加固的受损板和1块未受损板共19个试件进行加载试验研究,探讨不同粘贴方式、粘贴量及板不同损伤程度下,板的抗弯承载性能及破坏模式。结果表明:1CFRP布采用单层四幅的粘贴方式加固构件时,抗弯极限承载力增长最为显著;2对于加固轻微破坏的预应力混凝土空心板,采用幅宽为100mm单层双幅的CFRP布粘贴;对于加固中度破坏的预应力混凝土空心板,采用幅宽为75mm单层三幅的CFRP布粘贴;3对于加固严重破坏的预应力混凝土空心板,采用幅宽为75mm单层四幅的CFRP布方式粘贴。     

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。     

预应力CFRP/GFRP布加固RC梁的结构响应

对于混凝土梁和预应力混杂CFRP/GFRP纤维布分别采用非线性组合单元和层壳单元模拟,采用Owen屈服准则和Hinton压碎准则等描述了混凝土非线性特性,同时考虑了混杂CFRP/GFRP纤维布空间预应力。为了确定预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固混凝土梁的最佳受力状态,通过基于梁体挠度和纤维布应力的计算分析确定了预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固结构的工作状态。结果表明,最优混杂比是影响预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固结构力学性能的重要因素。研究结论可供工程加固设计参考。     

受火后钢筋混凝土吊车梁加固方法的试验研究

为研究受火后钢筋混凝土吊车梁的维修加固方法,开展了粘贴CFRP布和粘贴钢板加固受火后足尺吊车梁受力性能的试验研究、理论分析和有限元分析。结果表明：未受火对比试件发生受拉区钢筋屈服、受压区混凝土压碎破坏;粘贴CFRP布加固试件的主要破坏模式为受拉区钢筋屈服和CFRP布拉断;粘贴钢板加固试件的主要破坏模式为受拉区钢筋和加固钢板受拉屈服以及受压区混凝土压碎。对于ISO 834等效受火60min后钢筋混凝土吊车梁,粘贴钢板加固效果优于粘贴CFRP布;ISO 834等效受火60min和90min后的钢筋混凝土吊车梁采用CFRP布加固后,极限荷载接近。加固后钢筋混凝土吊车梁试件跨中截面混凝土应变发展规律在混凝土腹板垂直裂缝完全发展前基本符合平截面假定。受火后加固试件的位移延性系数较未加固对比试件有所降低,粘贴钢板加固试件降低稍大。加固的受火后钢筋混凝土吊车梁极限荷载计算结果和有限元结果与试验结果误差绝对值为0.4%~7.8%,满足工程精度要求。     

受火后钢筋混凝土吊车梁加固方法的试验研究

为研究受火后钢筋混凝土吊车梁的维修加固方法,开展了粘贴CFRP布和粘贴钢板加固受火后足尺吊车梁受力性能的试验研究、理论分析和有限元分析。结果表明:未受火对比试件发生受拉区钢筋屈服、受压区混凝土压碎破坏;粘贴CFRP布加固试件的主要破坏模式为受拉区钢筋屈服和CFRP布拉断;粘贴钢板加固试件的主要破坏模式为受拉区钢筋和加固钢板受拉屈服以及受压区混凝土压碎。对于ISO 834等效受火60 min后钢筋混凝土吊车梁,粘贴钢板加固效果优于粘贴CFRP布;ISO 834等效受火60 min和90 min后的钢筋混凝土吊车梁采用CFRP布加固后,极限荷载接近。加固后钢筋混凝土吊车梁试件跨中截面混凝土应变发展规律在混凝土腹板垂直裂缝完全发展前基本符合平截面假定。受火后加固试件的位移延性系数较未加固对比试件有所降低,粘贴钢板加固试件降低稍大。加固的受火后钢筋混凝土吊车梁极限荷载计算结果和有限元结果与试验结果误差绝对值为0.4%～7.8%,满足工程精度要求。     

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。     

用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁受弯试验研究

目前粘贴碳纤维布加固混凝土结构多采用环氧类有机胶,但其软化点过低,多为60℃～80℃。夏季由于气温高,一些地区混凝土桥梁的结构表面温度常超过环氧类有机胶的软化点,火灾下环境温度更高,用环氧类有机胶粘贴碳纤维布加固的混凝土结构难以满足耐高温要求。为此,选用600℃时强度不低于常温强度的碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布,对6根混凝土简支梁进行加固,并完成了这6根梁的受力性能试验。获得了加固梁的正截面承载力、裂缝分布与开展的试验值和荷载-实测跨中挠度曲线。试验梁呈现继纵向受拉钢筋屈服后碳纤维布被拉断和纵向受拉钢筋屈服后混凝土被压碎的两种破坏模式,并且均满足平截面假定,表明用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构构件是可行的。在试验研究和理论分析的基础上,提出了用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土简支梁的刚度、最大裂缝宽度、正截面承载力的计算方法,基于所提方法的计算值与实测值吻合良好。     

预应力混凝土结构抗火性能的研究进展

对预应力混凝土结构抗火性能的国内外最新研究进展进行较系统的综述与分析:研究预应力高强钢丝、钢绞线和新型纤维增强塑料(FRP)筋在高温下以及高温后的受力性能,总结相应的计算模型;探讨预应力混凝土梁和预应力混凝土板的抗火性能,并重点分析预应力混凝土框架在火灾作用下的受力特性;最后,对今后预应力混凝土结构抗火性能研究的发展趋势作了展望。     

无粘结预应力混凝土简支板的抗火试验研究

主要研究了受火无粘结预应力混凝土简支板的温度场分布和板的变形情况 ,并给出了钢筋保护层的厚度、预应力度对无粘结预应力混凝土简支板受火性能的影响。为无粘结预应力混凝土板的火灾行为的理论研究提供了依据。     

自密实混凝土结构抗火研究进展

对近年来自密实混凝土结构抗火研究进展作了总结,包括自密实混凝土高温材性试验和足尺自密实混凝土构件的抗火性能试验研究。从自密实混凝土高温下和高温后的力学性能、热工性能和应力-应变关系等方面入手,总结和分析了已有研究所取得的成果和尚存的一些问题。分析表明：高温下自密实混凝土质量和抗压强度损失严重,通过添加不同添加剂可使其得到改善。由于其密度高,在高温下自密实混凝土比普通混凝土更易发生高温爆裂,加入纤维可以有效抑制爆裂但会降低抗压强度。高温爆裂的抑制和抗压强度降低的平衡研究,自密实混凝土结构高温后损伤鉴定和修复加固,以及自密实混凝土加固结构的防火保护措施研究等是今后一段时间自密实混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

预应力活性粉末混凝土梁抗火性能试验研究

活性粉末混凝土(RPC)是超高性能建筑材料,与高强预应力筋结合形成的预应力RPC梁具有显著的承载、变形和耐久性能优势,但预应力RPC梁的火灾安全性能是制约其广泛应用的关键问题之一。鉴于预应力RPC梁的火灾安全性亟待研究,以荷载水平、预应力筋保护层厚度、预应力筋类型、预应力度等为试验参数,设计制作了8个预应力RPC简支梁,开展了恒定荷载ISO 834标准升温条件下受火试验。获得了梁内温度变化、挠度 受火时间曲线、有效预应力、裂缝开展、爆裂分布及深度等试验数据,研究了火灾高温损伤演化规律和破坏模式。结果表明：干热养护可有效抑制RPC高温爆裂,受火试件保持了良好的完整性;荷载水平和预应力筋保护层厚度是影响预应力RPC梁抗火性能的关键因素,随荷载水平的减小和预应力筋保护层厚度的增大,耐火极限显著提高;荷载水平为0.5、预应力筋保护层厚度不小于45mm可满足2.0h的耐火极限要求;同等条件下有黏结预应力RPC梁的抗火性能优于无黏结预应力RPC梁;常温下按适筋梁设计的预应力RPC梁火灾下易发生少筋破坏。     

某工程火灾后结构损伤评估与修复

介绍了某预应力混凝土工程及火灾简况,对火灾引起的结构损伤进行了分析。给出了受火预应力混凝土梁、混凝土双向板、混凝土柱的修复补强措施。可供相关受火工程事故分析处理时参考。     

Performance of insulated FRP-strengthened concrete flexural members under fire conditions

This paper presents the results of fire resistance tests on carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) strengthened concrete flexural members, i.e., T-beams and slabs. The strengthened members were protected with fire insulation and tested under the combined effects of thermal and structural loading. The variables considered in the tests include the applied load level, extent of strengthening, and thickness of the fire insulation applied to the beams and slabs. Furthermore, a previously developed numerical model was validated against the data generated from the fire tests; subsequently, it was utilized to undertake a case study. Results from fire tests and numerical studies indicate that owing to the protection provided by the fire insulation, the insulated CFRP-strengthened beams and slabs can withstand four and three hours of standard fire exposure, respectively, under service load conditions. The insulation layer impedes the temperature rise in the member; therefore, the CFRP–concrete composite action remains active for a longer duration and the steel reinforcement temperature remains below 400°C, which in turn enhances the capacity of the beams and slabs.     

南京国际展览中心超长大面积预应力楼盖施工

南京国际展览中心二层框架为大面积预应力混凝土不设缝结构,平面采用纵横后浇带,预应力筋用连接器连接。施工中采用针对性措施,解决了张拉端部固定、穿束、预应力筋连接和孔道灌浆中的技术难点,并运用现代管理方式组织大面积预应力施工,有效地控制了梁板中的混凝土温度应力。     

钢筋再生混凝土结构研究进展及其工程应用

再生混凝土绿色、环保,是实现建筑垃圾资源化再利用的重要途径。为了进一步推动钢筋再生混凝土结构的研究发展与工程应用,分析了钢筋再生混凝土梁、板、柱、剪力墙、梁-柱节点及框架结构的受力性能、抗震性能、抗火性能、氯离子侵蚀后性能、徐变及抗冻性能的研究现状及存在的不足,列举了典型工程案例,指出了需要深化研究的问题。研究表明,钢筋再生混凝土梁、板、柱、剪力墙、梁-柱节点及框架结构的上述多数性能较同类钢筋普通混凝土构件(结构)的均有不同程度的劣化,但可通过合理设计实现其与普通混凝土相当甚至更好的性能,可用于实际工程中。     

预应力混凝土梁板正截面计算中的问题

给出了有效预应力水平σpe不同时常规预应力混凝土梁板相对界限受压区高度的限值,为合理考虑预应力筋有效预应力水平对常规有粘结预应力混凝土梁板正截面承载力的影响提供依据。提出了FRP筋预应力混凝土梁板设计应遵循的原则和具体设计的方法。