碳纤维布加固高温作用后的连续梁试验

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1、第14卷第4期火灾科学14，No.42005年10月FIRESAFETYSCIENCE2005文章编号:1004-5309(2005)-0234-05碳纤维布加固高温作用后的连续梁试验研究和功能可靠度分析李耀庄，唐义军(中南大学土木建筑学院，湖南长沙，410075)摘要:比较分析了五根混凝土连续梁在破纤维布加固后的极限荷载、变形、裂缝、延性系数等指标。在实际加固工程中无法对钢筋混凝土连续梁梁顶进行加固，因此在试验中采用CFRP来加固梁的跨中，增强其正截面的杭弯承载力，并利用梁支座处出现塑性校，引起弯矩重分布的特性，来达到加固的目的。为使试验更加接近加固工程

2、实际情况，试验中加固是在持载情况下进行的。试验研究表明:使用碳纤维布提高高温作用后的混凝土连续粱的方法，能有效地抵抗二次火灾的影响;基于试验结果，推导出高温作用后碳纤维布加固的实用设计方法，与试验数据可以较好地吻合。在不能找出加固后梁所有失效模式的情况下，利用分阶段平截面弹塑性分析法求出加固后连续梁的极限挠度，求出了梁的功能(挠度)可靠度。关键词:连续梁，高温作用，破纤维布，加固，设计方法，功能可靠度中图分类号:TU375.1文献标识码:A1前言2试验概况我国火灾发生频繁，给人们造成了巨大的损失，2.1试件设计为了尽量挽回不必要的损失，有必要对火灾作用后的

3、本试验共制作了5根钢筋混凝2跨连续梁，连续构件进行适当的修复加固。虽然有些高等院校、科研梁计算跨度为2.1m，截面的基本尺寸为l00mmX机构做过一些关于CFRP加固高温作用后构件的试180mm。其中一根为普通高温作用后的对比梁I.1,验[01.27，并取得了一些有价值的成果，但其选用的构一根为没有承受荷载情况下进行加固的对比梁L2,件大多是未受损伤的构件及在没有承受荷载的情况1,3,1-4为在荷载作用后粘贴不同数量碳纤维布的下进行加固的，这与实际情况中的加固有一些区别。梁，L5为一次受火后加固一层碳纤维进行二次受火连续梁在结构工程中所占比例很大，而且属于

4、非静定的梁。钢筋混凝土连续梁的基本情况[3]为:为使结果结构，其在高温作用后结构的性能发生了很大的变具有可比性，所有梁的钢筋配筋相同，主筋为2业12化，给修复带来一定的困难，为了研究高温作用后(跨中)+2业10(支座)+2业12(跨中)，箍筋为06@CFRP加固钢筋混凝土连续梁的各种性能，笔者对5150(业12,业10,(D6钢筋的屈服强度为360.6MPa,根钢筋混凝土连续梁进行了试验，比较分析了连续梁350.6MPa,342.2MPa)。各梁贴CFRP情况及应在CFRP加固后的极限荷载、变形、裂缝、延性系数，力水平情况为:III未贴，未承受荷载;L2贴

5、2层，贴而且推导了火灾后碳纤维布加固的实用设计方法，并片时未承受荷载;1,3贴1层，贴片时加载至0.4f,;I,4对加固后的钢筋混凝土连续梁的功能可靠度进行了贴2层，贴片时加载至。.4f,江.5贴1层，贴片时加载分析。至0.4f,。混凝土强度为C25(立方体抗压强度为31.8MPa)o碳纤维布单层厚度为0.l00mm，抗拉强度收稿日期:2005-06-30;修改日期:2005-09-20Vol.14No.4碳纤维布加固高温作用后的连续梁试验研究和功能可靠度分析235平均值为3965MPa，弹性模量为210GPa,目的。另外在实际情况中，加固是在梁承受一定的

6、荷2.2试验过程载的情况下进行的，因此在加固试验中，将CFRP片2.2.1模拟火灾试验闭材粘贴在承受一定荷载(根据将均布荷载转化为集中鉴于在火灾下大部分钢筋混凝土连续梁处于三荷载的原理，将均布荷载转化为集中荷载施加)梁的面受火状态，因此梁的高温作用采用防灾研究所试验受拉区[61，即跨中截面的底面。由于连续梁在受到火室的卧式火灾试验炉来模拟真实的火灾环境。根据灾后，梁的表面分布着许多裂缝，受火面还会产生爆《建筑构件耐火试验方法)(CB9978一88)，火灾升温裂现象，因此，在粘贴碳纤维布之前，应除去烧损层且按照国际标准化组织IS0834建议的建筑构件火灾将梁

7、表面打磨平整，用丙酮清洗干净闭。为防止碳纤试验曲线进行，梁的受火温度等数据可由配套的仪器维布与混凝土之间的剥离破坏，除在梁底粘贴碳纤维自动采集，构件受火后的冷却方式为自然冷却。布外，在梁的每跨布置了6条U形箍。为研究火灾对加固构件的加固性能影响，特选择2.2.3加载试验及数据测量L5进行二次受火试验。碳纤维材料本身可耐高温，荷载通过固定在竖直反力架上的油压千斤顶进但环氧类粘结剂却不耐高温，因此梁L5的碳纤维布行的，加载方式为利用分配梁在每跨跨中加载，试验外面共涂了三层防火涂料，每层厚度为0.5mmo荷载由压力传感器测出;在每跨跨中布置了电子百分2.2.2碳

8、纤维加固表以测量跨中挠度;用电阻应变片测量碳纤维布和混由于在实际工