CFRP加固火災(zāi)后混凝土界面粘結(jié)性能及短柱抗震性能.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)加固法以其輕質(zhì)高強(qiáng)、施工方便、質(zhì)量易于保證等優(yōu)點(diǎn),近年來在火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造工程中得到一定應(yīng)用。目前,有關(guān)常溫下和高溫下的 FRP與混凝土的界面粘結(jié)性能已有較多的研究,而有關(guān)FRP與高溫后混凝土的界面粘結(jié)性能方面的研究工作未見文獻(xiàn)報(bào)道。另外,FRP加固火災(zāi)后混凝土構(gòu)件方面的研究工作也取得一定成果,但是尚未見到有關(guān)FRP加固火災(zāi)后鋼筋混凝土柱抗剪性能方面的研究報(bào)道。為此,本文進(jìn)行了碳纖維布與火災(zāi)后混凝土的

2、界面粘結(jié)性能研究和碳纖維布加固火災(zāi)后鋼筋混凝土短柱的抗震性能的試驗(yàn)研究。本文的主要工作和結(jié)論如下:
　　1.通過35個(gè)正拉試件進(jìn)行了碳纖維布與火災(zāi)后混凝土界面的正拉粘結(jié)性能試驗(yàn),研究過火溫度、恒溫時(shí)間、冷卻方式等參數(shù)對(duì)碳纖維布與火災(zāi)后混凝土界面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度的影響規(guī)律,建立了火災(zāi)后混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度與過火溫度的關(guān)系式。結(jié)果表明:(1)隨過火溫度升高,碳纖維布與火災(zāi)后混凝土界面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度逐漸降低,噴水冷卻后試件的正拉粘結(jié)強(qiáng)度比

3、自然冷卻后的低。經(jīng)歷300℃、500℃高溫作用的混凝土試件,自然冷卻和噴水冷卻后正拉粘結(jié)強(qiáng)度較常溫時(shí)分別降低了4.1％、30.8%和11.0%、40.4%。(2)高溫作用后混凝土發(fā)生內(nèi)聚破壞時(shí)破壞面的深度較常溫時(shí)明顯加大,這可能是由于碳纖維膠滲入到高溫后表層混凝土內(nèi),使界面下一定深度范圍內(nèi)局部混凝土整體性加強(qiáng)。
　　2.通過45個(gè)單剪試件進(jìn)行了碳纖維布與火災(zāi)后混凝土界面的單剪粘結(jié)性能試驗(yàn),研究碳纖維布粘結(jié)長度、粘結(jié)寬度及層數(shù)、受火

4、溫度、冷卻方式等參數(shù)對(duì)碳纖維布與火災(zāi)后混凝土界面的極限粘結(jié)荷載的影響規(guī)律,提出了分別基于雙曲線模型和基于Popovics模型的CFRP-火災(zāi)后混凝土界面粘結(jié)滑移本構(gòu)模型,并給出了曲線特征參數(shù)的計(jì)算式。結(jié)果表明:(1)當(dāng)過火溫度小于500℃時(shí),各溫度下試件的極限粘結(jié)荷載隨粘結(jié)長度的增加呈先上升后下降的趨勢,且在粘結(jié)長度為130mm處達(dá)到最大值。當(dāng)過火溫度為500℃時(shí),試件的極限粘結(jié)荷載隨粘結(jié)長度的增加呈增加趨勢。(2)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的

5、CFRP-火災(zāi)后混凝土界面的局部粘結(jié)-滑移關(guān)系曲線大體相同。
　　3.通過碳纖維布加固火災(zāi)后鋼筋混凝土短柱的擬靜力試驗(yàn),研究碳纖維布加固方式和加固量對(duì)火災(zāi)后鋼筋混凝土短柱抗震性能加固效果的影響規(guī)律,并提出了碳纖維布加固火災(zāi)后鋼筋混凝土柱抗剪承載力的實(shí)用計(jì)算方法。結(jié)果表明:(1)未受火短柱經(jīng)CFRP加固后的抗剪承載力比未加固短柱提高了21.8%,火災(zāi)后鋼筋混凝土短柱經(jīng)CFRP加固后的抗剪承載力比未受火未加固短柱提高了111.2%~1