火灾高温下CFRP加固钢筋混凝土梁温度场研究-建筑与土木工程专业论文.docx

摘要CFRP加固修复混凝土技术的研究和应用在我国正以高速度发展， 摘要 CFRP加固修复混凝土技术的研究和应用在我国正以高速度发展， 广泛的应用于房屋、桥梁等建筑物的加固修复中。虽然CFRP用于结 构加固修复有很多优点，但其最大的缺点就是耐火耐高温性能差等。 国外对CFRP加固混凝土结构的防火设计只有少量研究，国内还很少 涉及。本文对CFRP加固火灾受损后的钢筋混凝土梁进行了有限元模 拟，并对火灾高温下CFRP加固后的钢筋混凝土梁进行了温度场计算。 论文主要工作如下： (1)采用ANSYS有限元分析软件，对CFRP加固火灾受损后的 钢筋混凝土梁进行了有限元数值模拟分析。有限元计算结果与试验数 据有较好的一致性，说明采用有恨元方法计算由多种材料组成的非线 性复合材料是一种有效的方法，可满足工程需要。 (2)对国内外关于钢筋、混凝土以及CFRP材料热工参数及力学 性能随温度变化的规律进行了归纳总结和比较，从而为选取适当的参 数进行CFRP加固钢筋混凝土梁的温度场模拟和计算提供了基础。 (3)对火灾高温下有无防火保护层、防火涂料涂抹形式等情况下 CFRP加固后的钢筋混凝土梁进行了温度场数值模拟研究。分析结果表 明：@CFRP的热工性能对整个梁截面温度场没有显著影响，CFRP加 固钢筋混凝土梁截面温度场与无加固构件的温度场分布基本一致；② 无防火保护层时，CFRP表面温度一时间关系曲线与ISO．834曲线的形 状基本一致，CFRP几乎没有耐高温能力，在很短时间内达到耐火极限， CFRP快速失去加固效果；⑨有防火保护层时，CFRP表面温度明显降 低；防火涂料厚40mm时，普通环氧树脂的耐火极限为1．5小时，耐高 温环氧树脂的耐火极限可达2．5小时以上，且底面和两侧面全面涂抹防 火涂料的防火效果最好。 论文中CFRP加固混凝土梁的抗火性能分析与研究的有关成果对 CFRP加固混凝土梁的防火设计和施工具有理论指导意义和工程实用 价值。 关键词火灾，CFRP，钢筋混凝土梁，温度场，耐火极限 ABSTRACTResearches ABSTRACT Researches on the technology of CFI冲(carber fiber-reinforeed polymer)strengthening concrete structures are in high—speed development in China，and the application of CFRP strengthening structures such as buldings，bridges etc．is widely used．Although there are many advantages of CFRP used for structural strengthening，there are some shortcomings as well as not being able to bear the high temperature and fire．There are few researches about fire protection design of CFRP strengthening concrete structures in foregin countries．and seldom in China．The finite element simulation analysis of reinforeed concrete beam damaged in fire and strengthened with CFRP was presented in this paper,and the numerial Calculation for temperature field of reinforeed concrete beam strengthened with CFRP in fire was conducted too． (1)The ANSYS8．0 was used to analyze the performance of reinforced concrete beam damaged in fire and strengthened with CFRP．The calculation results had good coherence to experimental data．and showed that the finite element method for calculating the nonlinear composite iS a effective one，and could meet the ne