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《华侨大学》 2014年
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CFRP加固火灾后混凝土界面粘结性能及短柱抗震性能

林燕卿  
【摘要】:纤维增强复合材料(FRP)加固法以其轻质高强、施工方便、质量易于保证等优点,近年来在火灾后混凝土结构的加固改造工程中得到一定应用。目前,有关常温下和高温下的FRP与混凝土的界面粘结性能已有较多的研究,而有关FRP与高温后混凝土的界面粘结性能方面的研究工作未见文献报道。另外,FRP加固火灾后混凝土构件方面的研究工作也取得一定成果,但是尚未见到有关FRP加固火灾后钢筋混凝土柱抗剪性能方面的研究报道。为此,本文进行了碳纤维布与火灾后混凝土的界面粘结性能研究和碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土短柱的抗震性能的试验研究。本文的主要工作和结论如下: 1.通过35个正拉试件进行了碳纤维布与火灾后混凝土界面的正拉粘结性能试验,研究过火温度、恒温时间、冷却方式等参数对碳纤维布与火灾后混凝土界面的正拉粘结强度的影响规律,建立了火灾后混凝土的正拉粘结强度与过火温度的关系式。结果表明:(1)随过火温度升高,碳纤维布与火灾后混凝土界面的正拉粘结强度逐渐降低,喷水冷却后试件的正拉粘结强度比自然冷却后的低。经历300℃、500℃高温作用的混凝土试件,自然冷却和喷水冷却后正拉粘结强度较常温时分别降低了4.1%、30.8%和11.0%、40.4%。(2)高温作用后混凝土发生内聚破坏时破坏面的深度较常温时明显加大,这可能是由于碳纤维胶渗入到高温后表层混凝土内,使界面下一定深度范围内局部混凝土整体性加强。 2.通过45个单剪试件进行了碳纤维布与火灾后混凝土界面的单剪粘结性能试验,研究碳纤维布粘结长度、粘结宽度及层数、受火温度、冷却方式等参数对碳纤维布与火灾后混凝土界面的极限粘结荷载的影响规律,提出了分别基于双曲线模型和基于Popovics模型的CFRP-火灾后混凝土界面粘结滑移本构模型,并给出了曲线特征参数的计算式。结果表明:(1)当过火温度小于500℃时,各温度下试件的极限粘结荷载随粘结长度的增加呈先上升后下降的趋势,且在粘结长度为130mm处达到最大值。当过火温度为500℃时,试件的极限粘结荷载随粘结长度的增加呈增加趋势。(2)经过标准化处理后的CFRP-火灾后混凝土界面的局部粘结-滑移关系曲线大体相同。 3.通过碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土短柱的拟静力试验,研究碳纤维布加固方式和加固量对火灾后钢筋混凝土短柱抗震性能加固效果的影响规律,并提出了碳纤维布加固火灾后钢筋混凝土柱抗剪承载力的实用计算方法。结果表明:(1)未受火短柱经CFRP加固后的抗剪承载力比未加固短柱提高了21.8%,火灾后钢筋混凝土短柱经CFRP加固后的抗剪承载力比未受火未加固短柱提高了111.2%~117.1%。(2)碳纤维布加固法可提高受火前后钢筋混凝土短柱的累积滞回耗能和极限变形能力。(3)对于相同的碳纤维布加固量,全包短柱的抗剪承载力比条带包裹短柱的略优。(4)受火前、后和加固前、后钢筋混凝土短柱的滞回规则类似。
【学位授予单位】:华侨大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU375.3;TU352.11

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