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粘贴法加固混凝土结构在高温下受力性能研究

刘建中  
【摘要】:结构加固是贯彻国家节能减排政策、实现可持续发展的重要措施。以粘钢法和粘碳纤维布法为代表的现代粘贴法加固技术,因其适用性强、施工相对简便,在工程界应用广泛。但是粘贴法加固混凝土结构的耐火性能极差,加固材料本身具有很好的耐高温能力,影响粘贴法加固混凝土结构耐火性能的关键是结构胶。发生火灾时,加固材料与混凝土之间的结构胶由于温度过高而丧失粘结力,加固材料将剥落而退出工作。 本文对粘贴法所用的粘碳纤维布结构胶和粘钢结构胶进行了加热后的正拉粘结强度试验,通过两种结构胶在常温及高温冷却后的正拉粘结强度试验,系统地研究了高温后两种结构胶的正拉粘结强度退化情况。试验分别考虑不同加热时间和不同加热温度两种因素,对两种结构胶进行测试。最后得出两种结构胶随温度及时间的强度退化情况。 根据两种结构胶加热后的正拉粘结强度试验结论,本文又对12组涂不同厚度防火涂料的粘贴法加固混凝土试件进行了受火试验和有限元模拟。研究了加固材料种类和防火涂料厚度两种因素对采用厚涂型钢结构防火涂料的粘贴法加固混凝土试件的温度场的影响规律。试验分析和有限元计算研究均表明加固材料对试件温度场的影响是可以忽略的,同时得出防火涂料厚度的最佳取值为40mm,此时试件耐火极限可达2h。 本文用ANSYS有限元软件分析了高温下结构胶对粘贴法加固混凝土梁挠度的影响,得出结构胶温度在150℃以下时可以很好地保证钢板和混凝土共同作用,有效地降低梁的变形。但随着温度的增加,加固作用逐渐减弱,当温度超过250℃时,梁跨中挠度达到未加固梁的93.2%,说明此时加固作用已经基本失效。


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