我国混凝土结构抗火设计现状与发展

本文通过对国内外混凝土结构抗火研究成果和设计方法的对比和分析，总结了国内外混凝土结构抗火性能研究的现状，预测了混凝土结构抗火研究的发展趋势，提出了基于计算的混凝土结构抗火设计方法，建议了今后我国混凝土结构抗火设计标准的主要内容。     

混凝土结构抗火发展现状及研究的主要内容

总结了国内外混凝土结构抗火性能研究的现状,预测了混凝土结构抗火研究的发展趋势,提出了基于计算的混凝土结构抗火设计方法,建议了今后我国混凝土结构抗火设计标准的主要内容。     

关于混凝土结构抗火设计

总结归纳了国内外混凝土结构抗火设计研究的现状、混凝土结构的火灾反应,在指出目前我国结构抗火设计方法存在的缺点的基础上,提出基于计算的结构抗火设计方法,并针对现阶段的研究状况,对结构抗火设计有待进一步研究的问题提出了自己的见解。     

结构抗火研究现状

针对建筑抗火设计的重要性,通过对结构抗火研究现状的综述,介绍了材料的高温力学性能和温度场分布,论述了结构的抗火计算方法,以供设计人员参考,帮助他们完成建筑结构的抗火设计。     

混凝土及预应力混凝土结构抗火设计建议

本设计建议包含耐火极限、材料选择、结构构件形式、混凝土抗火保护层厚度、预应力筋及非预应力筋配置、爆裂验算及防爆裂措施、火灾下两类极限状态的验算及相关配筋构造等方面,对混凝土及预应力混凝土结构提出了抗火设计与验算建议.     

近年来混凝土结构抗火研究进展

简要总结了近年来混凝土结构（包括新建混凝土结构、加固混凝土结构、循环再利用混凝土结构）抗火研究的主要进展,分析了其中尚存在的一些问题,在此基础上建议给出了该领域今后的发展趋势。并针对编制中的《混凝土结构耐火设计技术规程》进行了简要说明。分析表明：由于高温下混凝土结构达到变形极限状态和承载力极限状态的升温时间一般较为接近,为与常温下混凝土结构设计统一并考虑常规设计习惯,可以高温下混凝土结构的承载力极限状态为基础进行耐火设计;结构随机抗火特性、构件高温协同作用、结构整体火灾行为、减振控制装置抗火性能等是今后一段时间混凝土结构抗火领域值得关注的研究课题。参92     

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。     

预应力混凝土结构抗火研究进展

总结了近年来预应力混凝土结构抗火研究进展,包括预应力筋高温力学性能、预应力混凝土梁板抗火试验、足尺预应力混凝土梁板抗火性能、活性粉末混凝土高温力学性能、高温下混凝土的爆裂规律、CFRP布加固混凝土梁板抗火性能、预应力混凝土梁板以及用耐高温无机胶粘贴CFRP布加固的混凝土梁板抗火设计方法等,分析了预应力混凝土结构和CFRP布加固混凝土结构抗火研究中尚存在的一些问题。分析表明：大尺度预应力混凝土梁的抗火性能优于小尺度梁,用耐高温无机胶替代环氧类有机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁板并以此提高结构的抗火性能是可行的,大尺度预应力构件及预应力整体结构的抗火性能及其抗火设计方法等是今后一段时间预应力混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

箍筋类型对GFRP筋增强混凝土梁性能的影响

传统混凝土结构因钢筋锈蚀带来的安全问题,引起了广泛的关注。FRP筋具有轻质高强、耐腐蚀等优点,因此被建议替代混凝土结构中的钢筋。为了探究不同类型GFRP箍筋对GFRP筋混凝土梁性能的影响,对配备两种不同箍筋的GFRP筋混凝土梁分别进行了静力加载试验,分析了GFRP筋混凝土梁失效演化过程,讨论了箍筋类型对GFRP筋混凝土梁破坏模式、应力应变状态和荷载位移曲线的影响。最终结果表明：GFRP传统螺纹箍筋梁比GFRP管切割箍筋梁承载能力更高,传统螺纹箍筋转变为管切割箍筋时,梁破坏模式从弯曲破坏变成剪切破坏,GFRP传统螺纹箍筋梁的延性更好。     

高温下GFRP筋和混凝土黏结性能试验研究

通过制备出不同试样,并测试其在高温环境中的黏结强度问题,详细分析了不同工况时GFRP筋与混凝土黏结强度问题,并根据测试数据推导理论模型。研究结果得出:温度对GFRP筋与混凝土黏结效果有很大的影响,随着温度升高,两者之间黏结强度不断降低;温度升高使滑移量增加,并且当温度接近玻化温度点时,滑移量变化出现波动,根据测试数据构建了黏结滑移理论式。     

混凝土结构抗火理论研究述评

在查阅和分析国内外大量相关文献的基础上。本文首先阐述了钢筋混凝土材料热力学性能、热传导方程及分析工具等理论基础，然后对国内外钢筋混凝土构件和结构在高温下的温度场计算、承栽力与变形计算以及耐火极限分析的理论研究方法与研究成果进行了归纳，指出了理论计算的计算机仿真技术化趋势，并对一些尚待解决的问题提出了建议，如加强混凝土缺陷、水分迁移与尺寸变化等影响因素的研究以及完善火灾全过程分析方法。     

GFRP筋加固混凝土板的试验分析

本文介绍了GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板的试验室抗弯试验,描述了试件的受力～变形过程和破坏形态,对两种混凝土板的开裂荷载和极限荷载、挠度以及混凝土的应变进行了对比和分析。同时,对不同配筋率GFRP筋混凝土板进行了有限元模拟试验,探讨了配筋率对GFRP筋混凝土板刚度的影响,给出了GFRP筋混凝土板开裂后抗弯刚度的计算公式。     

不同表面特征GFRP筋加固钢筋混凝土T形梁抗剪试验研究

为研究不同表面特征的GFRP筋对加固后钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,以不同混凝土强度等级、不同纵筋配筋率以及不同表面特征GFRP筋为参数,对9根钢筋混凝土T形梁进行了表面内嵌GFRP筋的静力加载试验,并分析其影响因素。结果表明,GFRP筋的表面特征是影响加固梁破坏形态的重要因素,光圆GFRP筋加固梁更容易发生粘结破坏。内嵌GFRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能提高弯剪段开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。光圆GFRP筋加固对弯剪段开裂荷载影响显著,螺纹GFRP筋加固对屈服荷载和极限荷载影响明显。GFRP筋的表面特征对加固梁抗剪承载力的影响要大于混凝土强度等级和纵筋配筋率。GFRP筋表面特征对其应变大小有明显影响,螺纹GFRP筋的应变远大于光圆GFRP筋,因此螺纹GFRP筋利用率高,加固效果好。     

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。     

钢筋混凝土结构加固形式的探讨与分析

该文介绍了目前钢筋混凝土结构中常用的加固方式以及在实际中的应用情况,描述了各加固方式的优缺点。以某高层写字楼加固改造为例,对采用的加固方式进行了阐述,分析施工中及后续使用过程中易出现的问题,并提出了几点注意事项,供同类工程进行施工参考。     

杭州国际会议中心钢结构抗火性能评估与设计

杭州国际会议中心总建筑面积117350m2。建筑功能复杂,包含高大空间共享中庭、大空间会议厅、标准客房、以及娱乐空间,建筑结构选型独特。对于这种综合性功能建筑国内现有的规范方法难以满足结构抗火安全性与经济性要求。本文基于性能化对杭州国际会议中心主体结构的抗火安全性进行了评估,首先确定结构抗火性能目标,然后对结构构件在可能最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的受火性能是否满足抗火性能目标来评估结构的抗火安全性及需要采取的防火保护措施。本文结果被业主和消防主管部门采纳,可供类似工程的结构抗火设计参考。     

混凝土环境中GFRP筋性能衰退的规律及机理

为了探究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋在模拟和真实混凝土环境中性能衰退的规律及机理,设置了碱溶液(AS)和混凝土包裹GFRP筋后置于自来水中(CS)2种侵蚀环境,采用短梁剪切法分析了GFRP筋力学性能的衰退规律,并借助扫描电子显微镜、差示扫描量热法分析了GFRP筋的微观结构和玻璃化转变温度(T_g).结果表明：随着温度的升高,GFRP筋层间剪切强度衰退的速率加快;GFRP筋在60℃的AS中老化183 d后层间剪切强度保留了48.6%,Tg降低了9.2%,部分纤维与树脂脱黏,树脂出现孔洞;相同条件下CS中GFRP筋的层间剪切强度保留了61.4%,Tg降低了3.4%,纤维产生浅坑.基于Arrhenius方程建立了北京地区GFRP筋的性能预测模型.     

GFRP筋的高温蠕变性能试验分析

通过对21组,共72根不同应力状态、不同温度下GFRP筋的蠕变性能进行的试验和分析,表明:随时间的延长GFRP筋的应变逐渐增大,而同一应力水平的GFRP筋试件随温度的升高,应变有增大的趋势。根据试验结果,可以确定预应力GFRP筋增强混凝土构件在火灾高温条件下GFRP筋的预应力损失值。     

钢筋混凝土结构抗震设计中一些问题的探讨

围绕“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计目标,讨论了钢筋混凝土结构抗震设计中地震作用取用烈度、结构刚度取值、抗震等级、强剪弱弯、柱子的轴压比、短柱、抗震墙的塑性铰区的“强剪弱弯”及边缘构件配筋、连梁刚度的折减等问题,提出了作者的意见.