CFRP加固钢筋混凝土板的抗火性能研究

发布时间：2018-08-24 15:49

【摘要】：碳纤维增强复合材料(CFRP)加固修复钢筋混凝土结构技术在建筑结构加固领域应用越来越广泛,其轻质高强、耐腐蚀等诸多优点成为其被广泛应用的重要特点;但是,目前,粘贴CFRP布常采用的是普通环氧树脂类有机胶粘剂,其玻璃态转化温度Tg仅为100℃,火灾高温下很快失去粘结能力,加固作用失效,导致被加固构件耐火极限远低于有关防火设计规范的规定。有机胶粘贴CFRP加固混凝土结构的耐火性能远低于原混凝土结构的耐火性能成为CFRP在建筑结构中运用推广的障碍,因此提高碳纤维加固混凝土结构的耐火性能是目前亟待解决的问题。本文基于现有国内外关于高温下碳纤维加固钢筋混凝土板的温度场研究成果,对钢筋混凝土板的温度场进行了数值模拟计算分析。论文主要工作内容如下:1、采用数值分析方法推导出了钢筋混凝土板的一维热传导有限元方程,对单面受火的未加固和用CFRP布加固的钢筋混凝土板的温度场进行了数值模拟计算分析,并分别与相同条件下的试验数据进行了比对,比对结果表明:数值模拟结果与试验数据相近,数值模型合理可靠,可用于模拟钢筋混凝土楼板的温度场分析。2、总结了钢筋混凝土板耐火极限的判定标准,并结合数值模拟结果,对不同判定标准下未加固钢筋混凝土板的耐火极限进行了比较。3、分析了 ISO-834标准火灾升温曲线下,钢筋混凝土板截面温度场的分布规律,研究了钢筋混凝土板的耐火极限与混凝土保护层厚度、板厚度之间的关系,结果表明:耐火极限随混凝土保护层厚度的增加有显著的提高,而板厚对楼板的耐火极限基本没有影响。4、对比分析了未加固与无防火保护CFRP布加固的钢筋混凝土板温度场的分布情况,研究结果表明:无防火保护CFRP布加固钢筋混凝土板的耐火极限极低(5min左右),远低于原钢筋混凝土楼板的耐火极限。5、研究了标准火灾环境下,厚涂型防火涂料厚度对CFRP布加固板耐火极限的影响,研究结果表明:火灾高温下,CFRP布加固板的耐火极限随着防火涂层厚度的增加而延长;采用30mm厚防火涂层时,有机胶粘剂受热67min后失效,构件的耐火极限可满足二级耐火等级1h;40mm厚时,有机胶粘剂的耐火时长可达113min,可满足一级耐火等级1.5h。论文中关于CFRP布加固钢筋混凝土板温度场分析与耐火性能的研究成果,可为实际加固工程防火设计和施工提供参考。
[Abstract]:The reinforced concrete structure strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is more and more widely used in the field of building structure strengthening. Its advantages such as light weight, high strength, corrosion resistance and so on have become the important characteristics of its wide application. Ordinary epoxy resin organic adhesives are often used to paste CFRP cloth. The glass transition temperature (Tg) is only 100 鈩，

本文编号：2201289