预应力钢带加固火灾后钢筋混凝土T型梁抗剪性能研究

为研究预应力钢带加固受火后钢筋混凝土T型梁的抗剪性能,共完成了11根火灾后加固混凝土T型梁试件和1根未受火对比梁试件的试验研究,其中火灾试验在火灾试验炉中按ISO 834标准升温曲线进行。通过试验研究,着重考察预应力钢带间距、预应力钢带层数、火灾试验受火时间等关键参数对火灾后加固混凝土梁受剪破坏形态和受剪承载能力的影响规律。试验研究结果表明:不同加固度的火灾后加固试件抗剪承载能力比未受火未加固试件抗剪承载能力提高20%~50%,有效提高了火灾后混凝土梁抗剪承载能力,同时预应力钢带加固还能有效改善试件剪切破坏开裂性能和变形性能,有效提高加固试件的延性性能。     

受火后钢筋RPC简支梁受力性能试验研究

为了研究受火后活性粉末混凝土(RPC)构件的力学行为及其变形性能,完成5根受火后钢筋RPC简支梁受弯试验,获得了梁的正截面剩余承载力、荷载 跨中位移曲线及裂缝发展规律,考察了配筋率、荷载水平、受火时间等因素对受火后钢筋RPC简支梁受力性能的影响,并将试验结果与常温下受力性能进行对比分析。结果表明：配筋率为220%~5.13%、受火时间135min时,受火后钢筋RPC简支梁均保持为适筋破坏,且配筋率越大,剩余承载力越高,荷载水平越高、受火时间越长,剩余承载力越低;通过简化计算模型得到受火后钢筋RPC简支梁正截面剩余承载力计算值,与试验值吻合较好;受火后配筋率不低于3.94%的各试验梁剩余承载力与常温下相比降低了10%左右,钢筋RPC简支梁受明火作用后的承载力损失较小。     

高温对高强混凝土往复加载粘结性能的影响

对1 0个高强混凝土粘结试件进行了往复加载试验,通过分析比较试件的荷载位移滞回曲线,研究了高温后加载时的最高受火温度和冷却方式以及高温加载时最高受火温度对试件粘结性能的不同影响。研究结果表明,高温后加载试件比高温中加载试件的粘结性能退化显著;水冷试件比气冷试件粘结性能退化显著;超过2 5 0℃后,冷却方式比温度对高强混凝土粘结性能的影响显著。     

火灾后钢骨-方钢管混凝土短柱的轴压力学性能研究

通过对3根钢骨-方钢管高强混凝土柱按ISO834标准曲线升温作用后进行轴压承载力试验,探究均匀受火后以及不均匀受火后钢骨-方钢管混凝土柱的轴压力学性能。试验结果表明:相同条件下内置钢骨的方钢管混凝土柱承载力损伤程度要小于钢管混凝土柱;与钢骨-方钢管混凝土柱在均匀受火后相比,不均匀受火后试件的承载力损失程度较轻。同时在确定高温作用后钢材以及混凝土应力-应变关系的基础上,利用数值方法得出火灾作用后轴压构件轴压-应变关系曲线,试验结果验证了理论分析结果的正确性。并利用理论模型分析配骨指标、套箍指标等因素对构件火灾后钢骨-方钢管混凝土柱轴压承载力的影响,分析结果表明受火时间、截面边长以及配骨指标都对火灾后构件轴压承载力的影响较大。     

标准火灾作用后型钢混凝土构件的粘结滑移性能试验研究

型钢混凝土构件的粘结滑移性能是型钢与混凝土两种性质完全不同的材料能够共同受力协同工作的基础.高温后型钢混凝土试件粘结性能的研究比较少.为了研究火灾作用后型钢混凝土的粘结滑移性能,进行了8个标准火灾(ISO-834)作用后型钢混凝土试件及3个常温对比试件的推出试验.通过试验考察了混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍...     

高温后型钢混凝土柱抗震性能试验研究

为评估火灾后型钢混凝土柱的抗震能力,为其火灾后加固提供参考,进行了11个型钢混凝土柱试件的高温后抗震性能试验。试件在升降温过程中施加恒定轴向荷载,并且在高温后抗震试验中保持相同的轴向荷载水平。试验中考虑轴压比和受火时间对抗震性能的影响,以获取并分析试件的破坏特征、荷载-位移滞回曲线、刚度、延性和耗能能力。试验结果表明：型钢混凝土柱试件在反复荷载作用下由柱底混凝土剥落形成塑性铰,塑性铰长度为0.14H~0.44H(H为柱截面高度);试件在反复荷载作用下出现贯通全柱的黏结滑移裂缝,滞回曲线大致呈梭形,耗能能力较好;较之未受火试件,受火后试件滞回曲线更为饱满,骨架曲线更为平缓,位移延性系数略有增大,刚度和承载力退化明显,耗能能力略有降低。受火时间相同时,轴压比大的试件极限荷载略高,极限位移较小,延性差,耗能能力更强;轴压比相同时,受火时间越长,承载力和刚度下降越明显,延性略有提高,耗能能力变差。     

四边简支现浇混凝土空心楼盖二次抗火性能试验研究

为探究火灾后采用聚合物砂浆加固修复混凝土空心楼盖二次火灾下的抗火性能,对四边简支混凝土组合塑料模盒空心楼盖进行两次火灾试验。介绍了试验空心楼盖第一次受火试验及火灾后构件修复情况,重点介绍了加固修复后空心楼盖第二次火灾试验,描述了试验空心楼盖在两次受火下的破坏特征、变形和温度场分布规律,并进行分析和对比。研究结果表明:采用聚合物砂浆修复的空心楼盖在二次火灾作用下,第一次火灾受损较为严重的部位易产生爆裂脱落,从而降低了耐火极限;二次受火下楼盖内混凝土的温度峰值高于一次受火,且距离板底越近,两次火灾作用中温度峰值差值越大;试件在两次火灾作用下跨中处最大竖向位移基本相同,第二次受火作用后的残余位移小于第一次;采用聚合物砂浆对火灾后的空心楼盖进行修复,修复后的楼盖仍具有一定的抗火性能。     

与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

由于无粘结筋相对于其周围混凝土可发生纵向相对滑动,因此受弯构件中的无粘结筋对构件抗弯刚度的贡献及其对裂缝开展的抑制作用小于有粘结预应力筋。为了实现无粘结与有粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算方法的协调和统一,提出了受弯构件中无粘结筋等效折减系数的概念,通过对无粘结预应力混凝土受弯构件的变形试验数据和按已有公式对设计试件的变形试算数据进行分析,得出了无粘结筋等效折减系数的建议取值(α=0.23)。用等效纵向受拉钢筋配筋率代替有粘结预应力混凝土受弯构件刚度计算公式中纵向受拉钢筋配筋率,用等效纵向受拉钢筋面积代替用于计算有粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的纵向受拉钢筋等效应力计算公式中的纵向受拉钢筋面积,就可分别得到与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算公式,两公式计算结果与试验结果均吻合良好,可用于工程设计。     

火灾高温下玻璃纤维筋的力学性能研究

针对土木工程中所用的纤维筋耐火能力问题,对27组,共100根玻璃纤维(GFRP)筋试件在火灾高温时的力学性能进行了试验研究,试验中主要考虑了温度和受火时间的影响,得到了火灾高温中和火灾高温后玻璃纤维筋的抗拉强度和弹性模量。试验结果证明:玻璃纤维筋的力学性质表现出明显的阶段性,110°C时粘结胶体逐渐软化而丧失粘结能力,但温度下降后其粘结强度还可以恢复;190°C时粘结胶体已基本碳化,其粘结性能将不能再恢复。因为受到火灾高温的影响,玻璃纤维筋的强度和弹性模量均会下降,若所经历的最高温度低于190°C,其力学性能还可恢复;若高于190°C,将不能再恢复。这些试验结果可以用于玻璃纤维筋增强混凝土结构抗火设计中。     

火灾中植筋连接构件极限承载力试验研究

为研究火灾中植筋连接构件的极限承载力,进行了6个植筋连接构件的受火试验。试件设计考虑了植筋深度和保护层厚度两种影响因素。试验中先对植筋试件施加一定荷载,约为常温下常规植筋构件设计承载力的10%,且在试验过程中保持不变;然后按照ISO834标准升温曲线对植筋构件进行加热升温,待构件受火90 min后,对植筋构件进行加载直至构件破坏失效。试验结果表明:植筋深度和保护层厚度对火灾中植筋连接构件的极限承载力均有重要影响。     

轴向约束钢筋混凝土柱火灾后剩余轴压性能的试验研究

实际结构中钢筋混凝土柱在遭受火灾作用时会受到相邻构件的约束作用,其内力在升降温过程中是不断变化的。由于火灾后钢筋混凝土结构经修复加固大多仍可继续服役,积极开展约束柱火灾后的剩余性能研究是必要的。本文进行了16根轴向约束钢筋混凝土柱(方形柱、十字形柱、T形柱和L形柱各4根)标准火灾作用后剩余轴压刚度和承载力的试验研究。研究结果表明:(1)钢筋混凝土柱的剩余轴压刚度随着受火时间的增加逐渐减小;(2)受火时间相同时,钢筋混凝土柱的剩余极限承载力随着初始轴压比的增大而减小,同时随着轴向约束刚度比的增大而增大,最大增幅10%左右;(3)受火时间相同时,柱剩余轴压刚度从大到小依次为十字形柱>T形柱>L形柱;(4)受火时间约90min和110min时,不同试件的承载力折减系数大致分别为0.4～0.5和0.33～0.43。     

HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗火性能试验

通过5根配置HRBF500级钢筋的混凝土简支梁的三面受火试验,探讨了混凝土保护层厚度、荷载比、试件配筋率等因素对HRBF500级钢筋混凝土简支梁耐火性能的影响。试验结果表明:各试件截面温度场分布接近;混凝土保护层厚度和荷载比对试件耐火极限时间影响较大,试件配筋率对耐火极限影响不明显。混凝土保护层越厚、配筋率越大,耐火极限时间越长;荷载比越大,耐火极限时间越短。     

火灾后陶粒混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋陶粒混凝土结构的受力性能,对一组陶粒混凝土简支梁进行高温过火及火灾后的常温加载试验.与火灾前相同陶粒混凝土和普通混凝土构件进行对比,过火后试件的正截面受弯和斜截面受剪承载力均有不同程度的降低.同时,对陶粒混凝土试件的高温过火及过火后的加载试验进行有限元模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析.     

HRBF500级钢筋混凝土梁受火后力学性能试验研究

以HRBF500级钢筋混凝土梁为研究对象进行了常温下和受火后细晶粒钢筋混凝土梁的力学性能试验。在不同的受火时间作用下进行了5根细晶粒钢筋混凝土梁的明火试验,自然冷却至室温,然后进行静载试验。通过试验,观察其受火破坏现象、静载破坏形态和在不同工况下混凝土梁受火后剩余承载力的变化; 进行了2根细晶粒钢筋混凝土梁常温下的静载试验,得到荷载 挠度曲线关系,并与受火后的细晶粒钢筋混凝土梁剩余承载力进行比较。试验结果表明：高温对细晶粒钢筋混凝土梁的损伤很大,受火时间、配筋率、预加荷载对混凝土梁耐火性能有影响;受火时间越长,其剩余承载力越小;配筋率越小,其火灾后的剩余承载力越小;预加荷载降低梁的剩余承载力。     

截面尺寸对钢筋混凝土轴心受压构件耐火极限的影响

尺寸效应对混凝土构件力学性能有着明显的影响,曾一度是混凝土材料构件研究领域的热点,但尺寸效应对混凝土构件抗火性能影响的研究鲜见文献报导。试验室通常进行的火灾试验是缩尺试验,但因尺寸效应的影响,试验结果不能简单推及和运用于实际工程构件抗火性能的评估。本文利用经过验证的数值分析模型研究了截面尺寸对钢筋混凝土轴心受压构件耐火极限的影响,给出了参照试件受火时间与高温时承载力的关系图,建立了耐火极限与截面尺寸的函数关系,并用实例验证该函数关系的有效性。同时本文也提出了"等效受火时间"的概念,给出截面分层的方法和确定该时间的截面温度分布条件。     

传统地仗处理木梁三面受火后力学性能试验研究

传统地仗层既可作为传统木结构建筑油漆工艺的基层,又能有效防止木构件腐朽和虫蛀,但地仗处理对木构件防火能力影响的研究还很少.通过4组12根木梁受火后力学性能的对比试验,研究了一麻五灰传统地仗工艺对三面受火木梁耐火性能的影响,分析了是否采用一麻五灰、受火时间等参数对木梁极限承载力、初始刚度和炭化速度变化规律的影响.结果 表明,一麻五灰传统地仗处理试件在相同受火时间后的极限承载力和初始刚度均明显高于未做表面处理的试件;一麻五灰传统地仗处理和表面无处理木梁试件受火后剩余截面仍基本符合平截面假定;一麻五灰传统地仗处理木梁的炭化速度显著小于未做表面处理的试件,一麻五灰传统地仗处理能有效推迟木梁开始炭化的时间,延缓木梁受火后力学性能的劣化速度.     

非均匀受火下约束型钢混凝土柱力学性能研究

为了解不同受火条件下型钢混凝土柱截面温度场,同时考察受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比等参数对型钢混凝土柱抗火性能的影响,进行了14个包括四面、三面、相对两面、相邻两面、单面受火条件下轴向约束型钢混凝土柱的抗火性能试验。试验结果表明：受火面数量、受火方位对 型钢混凝土柱截面温度分布有显著影响,升温时间相同时,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火试件截面相同位置处所经历的最高温度依此降低;距试件表面距离相同时,型钢翼缘外侧受火面温度比型钢腹板外侧受火面温度略高。受火方式、火灾荷载比、荷载偏心率、约束刚度比对升降温全过程下型钢混凝土柱轴向变形和轴力发展有显著影响,试件受热膨胀变形和降温压缩变形随受火面数的增多而增大;轴向膨胀变形随火灾荷载比的增大而减小,随荷载偏心率的增大而增大;荷载比越大,试件由轴向拉伸状态转为轴向压缩状态的时间越短,压缩程度越高。定义试验实测轴力与初始施加轴力的比值为轴力变化系数,四面受火、三面受火、两面受火、单面受火时,试件升降温后期的轴力变化系数依此递减,轴力变化系数峰值随荷载偏心率和轴向约束刚度比的增大而增大,随火灾荷载比的增大而减小。     

火灾高温下GFRP筋和混凝土粘结性能试验研究

为了研究火灾环境中不同温度下纤维增强塑料(FRP)筋和混凝土之间粘结性能的变化以及火灾后FRP筋和混凝土之间的残余粘结性能,以玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋为例,对34组共120个混凝土棱柱体粘结试件进行了火灾高温时GFRP筋和混凝土之间粘结性能的试验研究,试验主要考虑了温度、混凝土强度和粗骨料粒径的影响,得到了高温中和降温后GFRP筋和混凝土之间的粘结强度以及GFRP筋的锚固长度。试验结果表明,随温度的升高,粘结性能会随之下降,当温度下降至室温后,其粘结性能会得到恢复。这些试验结果可以应用于GFRP筋增强混凝土结构抗火设计中。     

高温下的无粘结预应力梁可靠性研究

采用数值模拟方法,根据ISO—834国际标准升温曲线和火灾下材料的性能,利用Midas FEA建立了三面受火状态下的无粘结预应力梁模型;通过分析模型温度场分布,确定了构件各部位的残余强度;推算高温下预应力梁正截面受弯承载力计算公式,建立用于可靠性计算的极限状态方程;根据蒙特卡洛法,利用Matlab编制了程序,对模型进行了可靠性分析,得出无粘结预应力梁的可靠指标在高温下随时间变化的趋势图。研究表明:火灾前55 min对构件可靠度指标影响较小,火灾时间未超过45 min时可满足构件安全等级一级要求,火灾时间未超过55 min时可满足构件安全等级二级要求。可考虑通过增加钢筋保护层厚度和增大截面来提高无粘结预应力梁的可靠性。     

火灾后型钢混凝土柱抗震性能试验及参数分析

进行型钢混凝土柱试件温度场和火灾后抗震性能试验,考虑受火时间、轴压比、栓钉、含钢率等参数的影响,对火灾后型钢混凝土柱试件的滞回曲线的形状、刚度、延性和阻尼系数等特性进行系统的试验研究和参数分析。研究表明:火灾后柱试件出现受弯破坏;滞回环总体上呈梭形,耗能能力较好,滞回环有轻微的捏拢效应;随受火时间增加,试件等效刚度降低,随轴压比增加,等效刚度增加,栓钉和含钢率对等效刚度影响较小;随水平位移增加,试件等效黏滞阻尼系数增加;受火时间和栓钉对试件的等效黏滞阻尼系数影响较小;含钢率越大,等效黏滞阻尼系数越大。