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钢筋混凝土梁的火灾及加固修复试验及理论研究

作　者: 王红亚
导　师: 陈礼刚
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 火灾 钢筋混凝土梁 火灾后评估 碳纤维布 加固
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在前人研究的基础上,本课题试图通过对简支梁的火灾行为的研究,建立一套比较完整的关于简支梁在火灾下受力性能、受灾评估、加固处理的试验及理论的基本框架,主要内容包括:(1)搜集和整理了国内外现有的火灾试验文献记录,对混凝土和钢筋的热工性能和高温力学性能进行了概括和总结。(2)对3根足尺的钢筋混凝土简支梁进行恒载下的火灾试验研究,分析高温下梁的截面温度场分布,挠度变化,裂缝特点。考察了配筋率对构件耐火性能的影响,得出了提高梁的配筋率有利于提高梁的耐火性能。(3)总结关于火灾后钢筋混凝土构件损伤评估的基本理论,提出了高温后钢筋混凝土梁的残余承载力的计算方法。(4)对火灾后的钢筋混凝土梁进行了损伤评估。回弹法和取芯法推断混凝土强度损失。测量高温后钢筋的残余强度,得出了高温冷却后钢筋强度降低很少,可以近似取常温强度。(5)用碳纤维布加固火灾后的2根梁,然后对加固后的梁和1根未加固的对比梁进行单调加载的静载试验,观测比较梁发生破坏的全过程。通过对静载试验结果进行分析发现,碳纤维布加固能够明显提高火灾后钢筋混凝土梁的极限承载力和钢筋屈服后的刚度,能够较好约束梁裂缝的发展,改善梁的破坏特征。(6)提出碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土梁的极限承载力的计算方法。对本试验中梁在常温下、高温后及加固后的极限承载力进行了分析比较,得出碳纤维布对于火灾损伤后的钢筋混凝土梁,是一种较为有效的加固方法。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 火灾的严重性  10-11
  1.2 钢筋混凝土结构的高温性能  11
  1.3. 火灾试验研究现状  11-12
  1.4 碳纤维布加固混凝土结构技术概况  12-13
  1.5 碳纤维布加固火灾后构件的研究现状  13-14
  1.6 课题引出  14-15
第2章 混凝土和钢筋的高温性能  15-26
  2.1 构件内部温度场  15-16
    2.1.1 构件温度场的特点  15
    2.1.2 构件温度场的求解  15-16
  2.2 钢筋和混凝土的热工性能  16-20
    2.2.1 钢筋的热工性能  16-17
    2.2.2 混凝土的热工性能  17-20
  2.3 钢筋和混凝土高温力学性能  20-26
    2.3.1 钢筋的高温力学性能  20-22
    2.3.2 混凝土的高温力学性能  22-26
第3章 钢筋混凝土梁火灾试验设计及过程  26-36
  3.1 试件设计  26-27
  3.2 试件材料的性能参数  27-28
    3.2.1 混凝土的强度  27-28
    3.2.2 钢筋的力学性能  28
  3.3 火灾升温曲线  28-29
  3.4 试验装置  29-32
    3.4.1 火灾试验炉概述  30-31
    3.4.2 试验设备  31-32
  3.5 测量内容及方法  32-34
  3.6 试验过程  34-36
第4章 火灾试验现象及结果分析  36-41
  4.1 火灾试验现象  36
  4.2 火灾试验结果分析  36-41
    4.2.1 梁内温度场分析  36-37
    4.2.2 变形分析  37-39
    4.2.3 裂缝分析  39-41
第5章 火灾损伤评估及修复的理论及试验研究  41-55
  5.1 火灾后钢筋混凝土结构的损伤评估概述  41-43
    5.1.1 火灾损伤等级  41
    5.1.2 火灾损伤评估程序  41
    5.1.3 火灾后建筑物损伤评估的方法  41-43
  5.2 回弹法检测混凝土的剩余强度试验研究  43-45
    5.2.1 试验设计  43-44
    5.2.2 试验结果分析  44-45
  5.3 取芯法测混凝土残余强度试验研究  45-46
  5.4 钢筋高温后抗拉强度的试验研究  46-47
  5.5 高温后受弯构件极限承载力计算的基本理论  47-52
    5.5.1 截面温度场的确定  47
    5.5.2 钢筋强度确定  47-48
    5.5.3 高温后钢筋和混凝土的粘结强度  48-49
    5.5.4 钢筋混凝土梁的截面强度等效  49-50
    5.5.5 钢筋混凝土梁的截面形状等效  50-52
  5.6 高温后钢筋混凝土梁的残余承载力的计算方法  52-55
第6章 碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土梁的试验  55-63
  6.1 试验设计  55
  6.2 加固方法  55-56
  6.3 静载试验概述  56-58
    6.3.1 试验装置及加载制度  56-57
    6.3.2 测量内容及方法  57-58
  6.4 试验结果及分析  58-63
    6.4.1 混凝土应变分析  58-59
    6.4.2 碳纤维布应变分析  59
    6.4.3 挠度分析  59-60
    6.4.4 刚度分析  60
    6.4.5 承载力分析  60-61
    6.4.6 裂缝分析  61-62
    6.4.7 破坏形式分析  62-63
第7章 各种情况下梁的极限承载力比较分析  63-66
  7.1 钢筋混凝土梁的极限承载力计算方法  63-65
    7.1.1 常温下钢筋混凝土梁的承载力计算  63-64
    7.1.2 高温后钢筋混凝土梁的承载力计算  64
    7.1.3 碳纤维布加固火灾后梁的承载力计算  64-65
  7.2 各梁的极限承载力分析  65-66
第8章 结论与展望  66-68
  8.1 结论  66-67
  8.2 展望  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 梁
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