预应力钢筋混凝土空心板桥火灾健康评估与加固

某预应力钢筋混凝土空心板桥发生火灾,为恢复该桥的使用功能,对在火灾中受到影响的钢筋混凝土空心板、桥台、支座和桥墩进行了桥梁等级的评定,并通过桥梁静载试验和动载试验,对受火跨桥梁的承载能力和动力性能进行了鉴定。以鉴定评定等级为依据,利用对原过火面积剔凿损伤层后采用高强聚合物砂浆修复、粘碳纤维布加固的加固方法对损伤构件进行了补强处理,满足了设计要求。     

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。     

酸和硫酸盐耦合作用下混凝土试件耐久性修复试验研究

某些工业厂房中混凝土结构受酸和硫酸盐耦合作用,加之干湿循环作用,使其耐久性问题非常突出,需进行修复加固处理。通过将分别经环氧砂浆、聚合物乳液砂浆、聚合物水泥砂浆、超高性能混凝土、表面涂层、修复砂浆+耐酸粉、修复砂浆+抗硫酸盐防腐剂修复的受损混凝土试件浸泡在不同浓度酸(p H=2,5)与硫酸盐(SO24-=5%,10%)的混合溶液中,并进行干湿循环试验。短期修复效果评估结果表明:环氧砂浆和表面涂层在各种情况均表现出优异的修复效果;强酸+硫酸盐情况下,修复效果的优劣依次为:聚合物乳液修复砂浆、超高性能混凝土、聚合物水泥修复砂浆,掺加耐酸粉可提高修复性能,掺加抗硫酸盐防腐剂无明显效果;弱酸+硫酸盐情况下,超高性能混凝土修复效果最佳。     

压型钢板-陶粒混凝土组合楼板火灾响应及火灾后受力性能试验研究

为了分析压型钢板-陶粒混凝土组合楼板的火灾响应,首先对受荷条件下的2块简支陶粒混凝土组合楼板进行了火灾行为试验,得到了其火灾温度响应及位移响应。在此基础上,进一步对2块受火后的压型钢板-陶粒混凝土组合楼板进行了火灾后受力性能试验研究,并对1块具有相同参数的组合楼板开展了常温下静载试验。结果表明：在楼板内部设置焊接栓钉将减弱组合楼板的抗火性能、降低组合楼板火灾后的承载力;与未受火作用的同样规格的组合楼板相比,火灾后压型钢板-陶粒混凝土组合楼板的破坏形式发生较大变化,但仍具有较高的承载力和良好的受力性能;压型钢板-陶粒混凝土组合楼板受火后为弯曲破坏,而未受火楼板则为剪切滑移破坏。     

碳纤维布-聚合物砂浆复合加固预应力空心板受力性能试验研究

对9块预应力混凝土空心板分别进行了加固研究,其中2块作为未加固的对比板,4块作为单独碳纤维布加固预应力混凝土板,1块采用聚合物砂浆叠合加固预应力混凝土板,2块作为碳纤维布-聚合物砂浆复合加固预应力混凝土板。通过试验研究,研究了各种不同加固方式加固后预应力混凝土板的受力性能以及破坏形态,给出了碳纤维布-聚合物砂浆复合加固预应力混凝土空心板极限承载能力的计算方法以及计算公式,找出了其限制条件。     

蔓延火灾下钢框架结构抗火性能试验研究

为研究蔓延火灾下钢框架结构建筑室内火灾温度场、钢构件温度分布和位移的发展规律,对1个足尺的两层钢框架结构进行蔓延火灾试验,测量试验区域内关键位置的空气温度、钢构件温度和位移。试验结果表明：试验中火源房间内的火灾过程呈现4个明显的发展阶段,受火70min时室内火灾达到全盛,测得火灾烟气层最高温度730℃;受火82min时火灾从火源房间蔓延至邻近房间,导致了邻近房间内各受火钢构件温度峰值出现在不同时刻,同时,各构件历经扩散热烟气加热、直接受火加热和冷却降温3个阶段,呈现反复升降温的受火过程;受火过程中,钢构件温度变化显著滞后于火场温度,受火钢柱先后升温产生向上的轴向变形。与传统室内火灾相比,蔓延火灾扩大了火场范围和钢结构受火范围,对结构安全和人员安全造成更大威胁,因此在进行结构抗火设计时应得到充分考虑。     

钢丝网复合砂浆加固RC梁二次受力受弯试验研究

本文对用钢丝网复合砂浆薄层加固的二次受力钢筋混凝土梁进行了正截面受弯试验研究。通过对加固形式为U形三面加固的5根钢筋混凝土加固梁和1根未加固的对比梁的二次受力正截面受弯试验,研究了这种加固技术对二次受力钢筋混凝土梁受弯承载力的影响和作用。试验中测量了构件加固后的开裂荷载、极限荷载、钢筋应变和钢丝网应变,对比了加固与未加固构件的裂缝开展情况、跨中挠度以及极限荷载,并研究了用钢丝网复合砂浆薄层加固的梁在二次受力情况下可能产生的破坏形式等。试验结果表明,钢丝网复合砂浆薄层可以明显地提高二次受力钢筋混凝土梁的受弯承载力,提高抗裂性能,增强构件的刚度。在平截面假定的基础上求出试件的极限承载力,与试验结果吻合较好。     

Research on fire resistance test of a steel frame building under spreading fire

为研究蔓延火灾下钢框架结构建筑室内火灾温度场、钢构件温度分布和位移的发展规律，对1个足尺的两层钢框架结构进行蔓延火灾试验，测量试验区域内关键位置的空气温度、钢构件温度和位移。试验结果表明：试验中火源房间内的火灾过程呈现4个明显的发展阶段，受火70min时室内火灾达到全盛，测得火灾烟气层最高温度730℃；受火82min时火灾从火源房间蔓延至邻近房间，导致了邻近房间内各受火钢构件温度峰值出现在不同时刻，同时，各构件历经扩散热烟气加热、直接受火加热和冷却降温3个阶段，呈现反复升降温的受火过程；受火过程中，钢构件温度变化显著滞后于火场温度，受火钢柱先后升温产生向上的轴向变形。与传统室内火灾相比，蔓延火灾扩大了火场范围和钢结构受火范围，对结构安全和人员安全造成更大威胁，因此在进行结构抗火设计时应得到充分考虑。     

受火后型钢混凝土框架结构抗震性能研究

为了给受火后型钢混凝土框架结构的性能评估及修复加固提供方法,进行了火灾后型钢混凝土框架结构的抗震性能研究。在ABAQUS平台上,采用梁单元,同时通过编制材料子程序和场变量子程序,建立了可进行型钢混凝土框架结构火灾升降温作用下的力学性能及受火后抗震性能分析的计算模型。利用该计算模型对火灾升降温作用下型钢混凝土框架结构的变形及内力进行了分析。同时,考虑起火层位置、受火时间等参数的影响,采用考虑升降温的火灾后静力非线性分析方法和动力弹塑性时程分析方法,对火灾后型钢混凝土框架结构的破坏形态、地震作用后结构承载能力、变形特征等抗震性能进行了参数分析。分析表明,火灾升降温过程中,由于结构升温的滞后性,构件的变形增长及恢复也滞后于火灾空气升降温过程,受火后构件有残余变形;针对火灾发生在某一层的火灾工况,受火后框架承受水平地震(静力)作用时,框架破坏机构出现在底部3~5层;当受火层位于底层时,受火后框架的水平地震作用后结构承载能力降低幅度最大,受火时间为180、300 min时降幅分别为8%、9%;受火层位置越低,框架顶部位移越大;随受火时间增加,框架顶部位移增大。     

钢-混凝土组合楼盖抗火性能的试验研究

为了考察火灾下组合楼盖的破坏特征,研究组合楼盖在火灾下的结构性能,本文对4个钢.混凝土组合楼盖试件在不同荷载水平下的抗火性能进行了试验研究,对试验现象和结果进行了分析和解释,并采用作者编制钢-混凝土组合楼盖抗火性能分析程序对试件进行了分析,通过温度和位移的分析结果与试验记录结果的对比,验证了分析理论和程序的可靠性,并对产生误差的原因进行分析。     

GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计

通过火灾环境中混凝土内的温度场试验,以及火灾高温中玻璃纤维聚合物筋(GFRP筋)的力学性能和黏结性能试验,根据不同抗火等级对不同混凝土构件所要求的耐火极限时间,给出了GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计方法.当抗火等级要求较高时,不宜采用GFRP筋增强混凝土结构.     

不同持荷水平下预应力混凝土空心板耐火极限试验研究

通过15块预应力混凝土空心板底面受火耐火极限的对比试验，研究了不同持荷水平、板底是否涂抹水泥砂浆粉刷层的底面受火预应力混凝土空心板的耐火极限。结果表明，未受火对比试件和持荷受火试件均发生源于纯弯区受拉裂缝引起的弯曲破坏，持荷受火空心板的跨中挠度显著增大。有粉刷层持荷（8%~72%）p_u （p_u 为未受火对比试件极限荷载的平均值）的试件耐火极限为35~154 min；持荷小于50% p_u 有粉刷层预制空心板的耐火极限均大于43 min。无粉刷层持荷（16%~48%）p_u 的试件耐火极限为31~47 min。随着持荷水平增加，底面受火预制空心板耐火极限逐渐降低；板底涂抹粉刷层后，耐火极限明显提高。无粉刷层预制空心板在受火过程中，孔洞内温度和板顶温度均明显高于有粉刷层的预制空心板。持荷水平对孔洞内和板顶温升梯度无明显影响，但板底涂抹粉刷层对预制空心板温度场变化影响明显。     

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。     

Experimental investigation on concrete overlaid with textile reinforced mortar: Influences of mix,temperature, and chemical exposure

Textile reinforced mortar is widely used as an overlay for the repair, rehabilitation, and retrofitting of concrete structures. Recently, textile reinforced concrete has been identified as a suitable lining material for improving the durability of existing concrete structures. In this study, we developed a textile-reinforced mortar mix using river sand and evaluated the different characteristics of the textile-reinforced mortar under various exposure conditions. Studies were carried out in two phases. In the first phase, the pullout strength, temperature resistance, water absorption, and compressive and bending strength values of three different textile-reinforced mortar mixes with a single type of textile reinforcement were investigated. In the second phase, the chemical resistance of the mix that showed the best performance in the abovementioned tests was examined for use as an overlay for a concrete substrate. Investigations were performed on three different thicknesses of the textile reinforced mortar overlaid on concrete specimens that were subjected to acidic and alkaline environments. The flexural responses and degradations of the textile reinforced mortar overlaid specimens were examined by performing bending tests. The experimental findings indicated the feasibility of using textile reinforced mortar as an overlay for durable concrete construction practices.     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受火试验研究

为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能,对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究,得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m²及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下,以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能,组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时,试件仍保持良好的整体性;主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响,为减小组合楼板高温下的位移响应,对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式;抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。     

受压加肋焊接空心球节点抗火试验研究

为研究火灾下受压加肋焊接空心球节点的性能,对2个足尺节点进行受火试验。通过试验得到了加肋焊接空心球节点在标准火灾下的节点表面温度场、不同荷载下节点的耐火时间、破坏形式以及位移特征。根据欧洲规范,建立了三维加肋焊接空心球节点的有限元模型,分析了火灾下节点温度发展规律及位移特征。有限元分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析的正确性。研究结果表明：升温过程中,加肋焊接空心球节点中远离加劲肋处的球壳温度最高,靠近加劲肋以及钢管连接处的球壳温度较低;火灾下受压加肋焊接空心球节点的破坏具有突然性,破坏发生在钢管与球节点的连接处;荷载比大的球节点耐火时间短。     

A fire test on continuous reinforced concrete slabs in a full-scale multi-story steel-framed building

To further understand the fire behavior of concrete floor slabs, this paper examines the results of a fire test on continuous concrete floor slabs in a full-scale three-story steel-framed building. The case under experimental study models the reality of fire conditions more closely than previous tests and involves the construction of a special furnace on the building's second floor to heat four panels (two by two) and steel beams on the third floor. The experimental results are investigated in detail and consider the furnace temperature, temperature distribution, vertical and horizontal deflections, and failure patterns of the structural elements during the heating and cooling phases. The testing data indicate that the number and locations of the heated panels in the floor also have a considerable effect on the continuous concrete floor's fire behavior, apart from the boundary constraint conditions provided by the adjacent structural members. In addition, the steel beams exhibit better fire-resistant performance than that observed in standard fire tests depending on their structural integrity and the interaction between structural members. In contrast to its high-strength bolt connections, the building's welded-bolted connections do not cause local buckling of the steel beams subjected to fire.     

轴向约束型钢混凝土柱耐火性能试验研究

为了考察受轴向约束的型钢混凝土柱的耐火性能,以荷载比、偏心率和含钢率为参数,开展了7根轴向约束型钢混凝土柱的耐火试验。采用恒载升温模式,研究了火灾下受轴向约束的型钢混凝土柱的温度分布、位移、变形、耐火极限及破坏形态。试验结果表明：荷载比相同时,施加在轴心受压柱顶的竖向荷载大于偏心受压柱。对于轴心受压柱,高温下柱首先缓慢膨胀,然后逐渐压缩破坏;由于轴向约束分担了柱的竖向荷载,压缩变形随时间变化较为缓和,轴向约束延长了柱的耐火极限。对于偏心受压柱,高温下其膨胀变形大于轴心受压柱,且膨胀变形先增加再减小;轴向约束增加了柱的竖向荷载,缩短了柱的耐火极限。荷载比对轴向约束型钢混凝土柱耐火极限影响显著,荷载比越大,耐火极限越小。当荷载比不大于0.5时,偏心率越大,柱的耐火极限会相应增大。含钢率增加,会在一定程度上延长柱的耐火极限。     

Fire performance of axially restrained steel reinforcedconcrete columns

为了考察受轴向约束的型钢混凝土柱的耐火性能，以荷载比、偏心率和含钢率为参数，开展了7根轴向约束型钢混凝土柱的耐火试验。采用恒载升温模式，研究了火灾下受轴向约束的型钢混凝土柱的温度分布、位移、变形、耐火极限及破坏形态。试验结果表明：荷载比相同时，施加在轴心受压柱顶的竖向荷载大于偏心受压柱。对于轴心受压柱，高温下柱首先缓慢膨胀，然后逐渐压缩破坏；由于轴向约束分担了柱的竖向荷载，压缩变形随时间变化较为缓和，轴向约束延长了柱的耐火极限。对于偏心受压柱，高温下其膨胀变形大于轴心受压柱，且膨胀变形先增加再减小；轴向约束增加了柱的竖向荷载，缩短了柱的耐火极限。荷载比对轴向约束型钢混凝土柱耐火极限影响显著，荷载比越大，耐火极限越小。当荷载比不大于0.5时，偏心率越大，柱的耐火极限会相应增大。含钢率增加，会在一定程度上延长柱的耐火极限。     

Study on the interfacial shear behavior of steel reinforced concrete (SRC) members with stud connectors after fire

Statically push-out tests of 20 steel reinforced concrete short columns (SRCSC) with stud connectors on the surface of shape steel after fire and two SRCSC under ambient temperature were carried out, in order to study the failure mode, load-slip relationship and the interfacial shear transfer of SRC members after fire. Experimental results show that the typical failure modes and load-slip curves of SRCSC after fire are almost the same as the case under ambient temperature. The interfacial shear transfer of SRCSC declines exponentially not only with the increase of the peak temperature the specimen experienced but also with the increase of the peak temperature duration. The interfacial shear transfer of the specimens with studs arranged at the steel web is much higher than those with studs arranged at the steel flange. Empirical formulas of SRCSC interfacial shear transfer after fire are proposed, and the calculated results generally agree well with the experimental results.