外置钢板加固钢筋混凝土梁的抗火性能研究

发布时间：2020-08-01 10:03

【摘要】：外置钢板加固法以其施工方便、造价低廉、节约空间以及加固效果良好等优点,在钢筋混凝土结构加固领域得到了广泛的应用。传统粘贴钢板加固法,钢板与混凝土之间的环氧树脂类结构胶粘剂在高温下会出现严重的性能劣化;改进的锚栓钢板加固法,虽然在抵抗钢板剥离和高温下胶粘剂性能劣化方面得到一定改进,但在火灾条件下,加固钢板仍面临材料性能严重退化的风险,导致外置钢板加固结构存在严重的安全隐患。因此,积极开展外置钢板加固钢筋混凝土结构的抗火性能研究,提出改善外置钢板加固结构耐火性能的具体措施是十分必要的。本文主要从足尺构件的明火试验出发,探讨了不同外置钢板加固方式、不同锚栓锚固材料、不同防火保护措施等因素对外置钢板加固钢筋混凝土梁耐火性能的影响。本文主要工作如下:对2组共8根足尺外置钢板抗弯加固梁进行明火试验,加固方式分别为粘贴钢板加固法、普通锚栓钢板加固法、直接剪切型锚栓钢板加固法,其中直接剪切型锚栓钢板加固法因其锚栓锚固料不同分为有机胶(环氧树脂基锚固料)和无机胶(水泥基锚固料),每组各4根加固试件。对2组试件分别在不加防火保护层和加防护保护层的工况下进行明火试验,考察其破坏形态、变形、试件温度场分布和耐火极限。试验结果表明:(1)在实际荷载比不大于0.48的情况下,即使不加防火涂料保护层,加固梁耐火极限仍可达110分钟;(2)不加防火涂料保护层时,不同外置钢板加固法对试件高温变形和耐火极限影响不大;(3)带防火保护层的锚栓钢板加固试件,荷载比0.6,受火三小时,跨中最大挠度仅40mm,远未达破坏;(4)带防火保护层试件受火前期,直剪锚栓钢板加固试件跨中挠度小于普通锚栓加固试件,但在试验后期区别逐渐减小;(5)当锚栓孔直径与锚杆直径相差2mm时,水泥基锚栓锚固料可显著降低锚栓温度。本文主要创新点:(1)首次进行了ISO-834标准火灾下粘贴钢板加固、直接剪切型锚栓钢板加固和普通锚栓钢板加固三种外置钢板加固梁的抗火性能试验,分析了加固方式和防火涂料对外置钢板加固梁抗火性能的影响;(2)首次对采用不同类型锚栓锚固料的直接剪切型锚栓钢板加固梁进行抗火性能试验,分析了有机锚固胶(环氧树脂基)和无机锚固胶(水泥基)对加固试件抗火性能的影响。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.1
【图文】：

直接剪切,锚栓

1 绪论学性能，其结果表明：锚贴钢板加固锈蚀 RC 梁能厚度增加能显著提高加固后构件的刚度，但保护限承载力影响不大。切型锚栓钢板加固法研究现状固法由于其加固的可靠性与施工的便捷性，越来进一步优化锚栓钢板加固系统，弥补其不足，重切型锚栓加固的概念。该型加固锚栓由螺杆、特垫圈的紧箍力使垫圈膨胀，使垫圈与锚孔产生接板孔壁之间的无间隙接触，从而保证加固体系的群锚抗剪能力和钢板的抗拉能力，该方法已成功同时，也对直接剪切型锚栓加固进行了大量实验研

应力-应变图,加固梁,抗弯承载力

重庆大学硕士学位论文加固机理及计算公式贴钢板加固和锚栓粘贴钢板加固，均在钢板与混凝土界面间注入胶可靠的条件下，其抗弯承载力计算值相同。本文主要研究钢筋混凝的抗火性能，为避免发生剪切破坏，设计构件时应保证剪切破坏承破坏承载能力。抗弯承载力考《混凝土结构设计规范》[80]和《混凝土结构加固设计规范》[81]，应力-应变关系可等效为图 2.1 所示：

锚栓,设计参考

重庆大学硕士学位论文贴钢板加固梁钢板屈服前未出现钢板剥离和锚栓剪断，因此可粘剂均良好工作。因此，本次锚栓计算基于如下假设：件未出现剥离和锚栓剪断，锚栓与胶粘剂均良好的参与受力；跨中纯弯段锚栓不承担剪力，仅为构造使用；剪区内所有锚栓协同承担剪力，且每个锚栓受力相同。粘贴钢板加固设计参考图 2.2 所示：

【参考文献】