火灾（高温）后钢筋混凝土梁的加固研究

发布时间：2019-05-28 11:41

【摘要】：在诸多灾害中,火灾发生频率高居各灾种之首,结构抗火已成为结构防灾减灾领域研究的热点。钢筋混凝土梁,作为钢筋混凝土结构中重要的构件之一,一旦受火破坏将会危及到整体结构和人的生命安全。高性能复合砂浆钢筋网(HPFL)加固法能有效的对钢筋混凝土梁结构进行补强加固,相对于其他传统加固方法能够使新旧混凝土界面更好的结合,协同工作,具有耐久性、耐腐蚀和耐高温性等优势,值得大力推广。本文在国内外研究的基础上,结合ABAQUS有限元模拟,对HPFL加固加固受火梁抗剪承载力进行了理论推导。本文的主要研究内容如下:(1)汇总了国内外不同学者对于火灾(高温)后普通钢筋混凝土和钢筋的力学性能及材料性能的研究。对比不同专家学者的研究成果,选择了适合本文的火灾后钢筋混凝土结构材料及力学性能。(2)基于IS0834标准升降温曲线,对钢筋混凝土梁在三面受火情况下升降温的全过程的截面温度场变化进行了模拟。不考虑钢筋混凝土梁沿梁长度方向温度场的变化,有限元数值模拟分析得到了钢筋混凝土梁截面分别在30min、60min、90min、120min、150min和180min时的截面温度场分布以及火灾温度衰减到室温后截面温度场的分布情况。(3)对采用HPFL加固法三面、四面加固受火后钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了 ABAQUS有限元模拟,得到其荷载一挠度曲线及抗剪承载力模拟值。(4)运用桁架-拱模型理论推导,提出了 HPFL加固受火钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式。与梁未受火时的抗剪承载力以及加固梁的抗剪承载力模拟值比较得到:理论公式计算结果和ABAQUS模拟值基本吻合;HPFL加固的受火钢筋混凝土梁的抗剪承载力,相比钢筋混凝土梁受火前的抗剪承载力,有一定幅度的提高,提高幅度大约为200%。
[Abstract]:Among many disasters, the frequency of fire occurrence is the highest among all kinds of disasters, and structural fire resistance has become the focus of research in the field of structural disaster prevention and mitigation. Reinforced concrete beam, as one of the important components in reinforced concrete structure, will endanger the whole structure and human life once destroyed by fire. The (HPFL) reinforcement method of high performance composite mortar steel mesh can effectively strengthen the reinforced concrete beam structure. Compared with other traditional reinforcement methods, the new and old concrete interface can be better combined, work together and have durability. Corrosion resistance and high temperature resistance are worth popularizing. In this paper, based on the research at home and abroad, combined with ABAQUS finite element simulation, the shear capacity of fire beams strengthened with HPFL is deduced theoretically. The main research contents of this paper are as follows: (1) the mechanical properties and material properties of ordinary reinforced concrete and steel bar after fire (high temperature) are summarized by different scholars at home and abroad. Compared with the research results of different experts and scholars, the reinforced concrete structure materials and mechanical properties suitable for this paper are selected. (2) based on the IS0834 standard rising and cooling curve, The temperature field variation of the section of reinforced concrete beams in the whole process of rising and cooling under fire on three sides is simulated. Without considering the temperature field of reinforced concrete beam along the length direction of the beam, the finite element numerical simulation analysis shows that the section of reinforced concrete beam is 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, respectively. The distribution of cross section temperature field of 150min and 180min and the distribution of section temperature field after fire temperature decaying to room temperature. (3) the shear behavior of reinforced concrete beams strengthened with HPFL reinforcement method on three sides and four sides is simulated by ABAQUS finite element method. The load-deflection curve and the simulated value of shear capacity are obtained. (4) based on the theory of truss-arch model, the formula for calculating the shear capacity of fire reinforced concrete beams strengthened with HPFL is put forward. Compared with the simulated values of shear capacity of beams without fire and shear capacity of strengthened beams, the calculated results of the theoretical formula are in good agreement with the simulated values of ABAQUS. The shear capacity of fire reinforced concrete beams strengthened by HPFL is improved by about 200% compared with that of reinforced concrete beams before fire.
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU375.1

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本文编号：2487017