带包覆层FRP筋增强混凝土梁耐火性能研究

发布时间：2017-09-03 20:10

  本文关键词：带包覆层FRP筋增强混凝土梁耐火性能研究

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【摘要】：纤维增强复合筋具有强度高、耐锈蚀、电磁绝缘性好、抗疲劳、可设计性强等优点,近年来以FRP筋作为增强筋在工程结构中加以应用的需求日益增多,示范也逐渐增多。但是,由于FRP筋中的树脂基体遭遇高温会发生软化,影响FRP筋在高温中的正常使用,这已成为其推广应用的瓶颈之一。为此,本文对带包覆层的FRP筋高温后力学性能以及带包覆层FRP筋增强混凝土梁的耐火性能进行研究,具体开展了以下几个方面的工作：1.归纳总结并分析了国内外混凝土、钢筋及FRP材料的热工性能和高温下及高温后力学性能的相关研究成果。在此基础上,确定适合本文研究的各种材料高温热力学性能的取值。2.通过对带包覆层的CFRP筋试件进行400℃高温的升温并持时1h或2h后的力学性能研究,比较普通砂浆、纤维聚合物砂浆和带钢丝网增强的纤维聚合物砂浆分别作为包覆层对CFRP筋耐高温性能的影响,为火灾试验中梁的包覆层设计提供参考和依据。3.开展了1根钢筋混凝土梁、1根CFRP筋增强混凝土梁和1根带钢丝网增强包覆层的CFRP筋增强混凝土梁常温静载试验,对其裂缝宽度及分布、荷载-位移关系和受弯承载力进行了分析。4.开展了1根钢筋混凝土梁、1根CFRP筋增强混凝土梁、1根带包覆层CFRP筋增强混凝土梁和3根带钢丝网增强包覆层的CFRP筋增强混凝土梁的耐火性能试验,分析其温度场分布、荷载-位移曲线和耐火时间,并评价其耐火性能。5.基于ABAQUS有限元分析软件,对火灾中的钢筋混凝土梁和CFRP筋增强混凝土梁进行热力耦合分析,将温度场和挠度-时间曲线的模拟值与试验实测结果进行比较,结果吻合较好。
【关键词】：CFRP筋 包覆层 耐火性能 温度场 ABAQUS
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375;TU352.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 FRP筋混凝土结构研究现状10-16
• 1.2.1 常温下FRP筋增强混凝土结构的研究现状10-12
• 1.2.2 高温下及高温后FRP筋增强混凝土结构的研究现状12-15
• 1.2.3 纤维对混凝土开裂的影响研究15-16
• 1.3 存在的问题16-17
• 1.4 本文的主要研究目的和内容17-19
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 研究内容17-19
• 第二章 包覆层对FRP筋高温力学性能的影响研究19-31
• 2.1 概述19
• 2.2 FRP的材料高温性能19-21
• 2.2.1 高温中FRP的热工性能19-20
• 2.2.2 高温中FRP的力学性能20-21
• 2.3 带包覆层FRP筋高温后的力学性能试验21-29
• 2.3.1 试验方案21-24
• 2.3.2 试验过程与结果分析24-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 带包覆层CFRP筋增强混凝土梁耐火性能试验研究31-58
• 3.1 概述31
• 3.2 带包覆层CFRP筋增强混凝土梁试验方案31-42
• 3.2.1 试件设计31-33
• 3.2.2 试验方案33-37
• 3.2.3 试验仪器及试件破坏准则37-39
• 3.2.4 加载方案及测试内容39-42
• 3.3 试验结果与分析42-56
• 3.3.1 试验现象42-49
• 3.3.2 试验结果分析49-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第四章 火灾下CFRP筋增强混凝土梁的有限元分析58-72
• 4.1 概述58
• 4.2 热传递的基本原理58-61
• 4.2.1 升温曲线58-59
• 4.2.2 热传递的方式59
• 4.2.3 热传导微分方程59-61
• 4.3 温度场分析61-66
• 4.3.1 材料的热工性能61-64
• 4.3.2 基于ABAQUS的温度场分析步骤64
• 4.3.3 混凝土梁温度场计算值与实测值对比64-66
• 4.4 热力耦合分析66-71
• 4.4.1 热力耦合模型66-67
• 4.4.2 材料高温力学性能67-70
• 4.4.3 热力耦合结果与试验对比70-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 主要结论72-73
• 5.2 课题展望73-74
• 参考文献74-78
• 作者攻读硕士期间发表的学生论文78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陶津;柳献;袁勇;Luc Taerwe;;自密实混凝土高温爆裂性能影响因素的试验研究[J];土木工程学报;2009年10期

2 苏小卒;李志华;赵勇;程志军;王晓锋;;配置表层钢筋的混凝土梁裂缝和刚度试验探讨研究[J];建筑结构学报;2009年01期

3 张新越;欧进萍;王勃;;FRP加筋混凝土梁受弯试验研究与有限元分析[J];建筑科学;2008年11期

4 傅宇方;黄玉龙;潘智生;唐春安;;高温条件下混凝土爆裂机理研究进展[J];建筑材料学报;2006年03期

5 陈磊,魏入廷,腾桃居,陈太林;混凝土中钢筋腐蚀与防护[J];广东建材;2004年01期

6 高丹盈,朱海堂,李趁趁;纤维增强塑料筋混凝土梁正截面抗裂性能的研究[J];水力发电学报;2003年04期

7 吴波,袁杰,王光远;高温后高强混凝土力学性能的试验研究[J];土木工程学报;2000年02期

8 朋改非,陈延年,MikeAnson;高性能硅灰混凝土的高温爆裂与抗火性[J];建筑材料学报;1999年03期

9 吴波,马忠诚,欧进萍;高温后混凝土变形特性及本构关系的试验研究[J];建筑结构学报;1999年05期

10 范进,吕志涛;混凝土结构抗火研究的主要内容[J];建筑技术;1999年05期

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本文编号：787075