CFRP抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究

第３３卷第３期　工程抗震与加固改造　Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．３　２０１１年６月　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ　Ｊｕｎ．２０１１　［文章编号】　１００２．８４１２《２０１　１）０３－００４２—０９　ＣＦＲＰ抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究　范　鹤　（１．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州５１０６４０；２．沈阳工业大学建筑３－３学院，辽宁沈阳１１０８７０）　［摘要】　采用厚型防火涂料对４根碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁和１根对比梁进行了ＩＳ０８３４标准升温条件下的恒载升　温耐火性能试验，得到了试验梁的测点温度、位移随时问增加的分布关系。分析了不同加载方式、剪跨比、加固量和防火保护　层厚度对高温下ＣＦＲＰ抗剪加固梁的跨中挠度、破坏形态及耐火极限的影响。试验结果表明：在相同的弯、剪富余量，相等加　固量条件下，高温下剪切破坏的耐火极限小于弯曲破坏的耐火极限；抗剪加固防火涂料的厚度可以提高剪切破坏的耐火极　限，但不改变弯曲破坏的耐火极限；抗剪加固梁剪切破坏的跨中挠度近似为弯曲破坏的一半。试验结论补充了高温下ＣＦＲＰ　加固构件的研究成果。　［关键词】　碳纤维布；抗剪加固；耐火性能；钢筋混凝土梁；耐火试验　［中图分类号］ＴＵ３７５．１；ＴＵ３１７　［文献标识码］　Ａ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｆｉｒｅ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ＣＦＲＰ　Ｓｈｅａｒ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｅｓｍ　Ｆａｎ　Ｈｅ　（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＢｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｃｙａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１０８７０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｓｔａｔｉｃ　ｌｏａｄｉｎｇ—ｉｆｒｅ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ａｂｏｕｔ　ｆｏｕｒ　ＣＦＲＰ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ａｎｄ　ｏｎｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ＣＦＲＰ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＣ）ｂｅａｍｓ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＩＳＯ８３４　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｉｒｅ．Ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ＲＣ　ｂｅａｍｓ　ａｒｃ　ｗｒａｐｐｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｉｒｅ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌ・ｔｈｉｃｋ　ｐａｉｎｔｅｄ　ｆｉｒｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　ｃｏａｔｉｎｇｓ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ａｒｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｏａｄ　ｍｏｄｅ，ｓｈｅａｒ—ｓｐａｎ　ｒａｔｉｏ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　ｆｉｒｅ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄ．ｓｐａｎ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｒａｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ＲＣ　ｂｅａｍｓ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｕｇｇｅｓｔ　ｔｈａｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｒｅｄｕｎｄａｎｔ　ｂｅｎｄ　ｏｒ　ｓｈｅａｒ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｒａｔｉｏ，ｆｉｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｂｅｎｄ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｔｈａｎ　ｓｈｅａｒ　ｆａｉｌｕｒｅ；ｎｏｔ　ｂｅｎｄｉｎｇ—ｆａｉｌｕｒｅ　ｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｒａｔｉｎｇ，ｂｕｔ　ｓｈｅａｒ—ｆａｉｌｕｒｅ　ｆｉｒｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｒａｔｉｎｇ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ　ｆｉｒｅ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ＲＣ　ｂｅａｍｓ；ｍｉｄ－ｓｐａｎ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｈｅａｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｉｓ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｏｎｅ　ｈａｌｆ　ｏｆ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｗｈｅｎ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ＲＣ　ｂｅａｍｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｇｉｖｅ　ａ　ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ　ｔｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ＣＦＲＰ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｍｅｍｂｅｒｓ　ｉｎ　ｆｉｒｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＦＲＰ　ｓｈｅｅｔ；ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ；ｆｉｒｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ＲＣ　ｂｅａｍ；ｆｉｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｅ．ｍａｉｌ：ｆａｎｈｅｎｅｕ＠１６３．ｃｏｍ　１　引言　料将碳纤维片材粘贴于混凝土梁、板受拉面，或者包　碳纤维增强聚合物ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　裹混凝土柱，使碳纤维片材与该类结构或构件协同　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ／ｐｌａｓｔｉｃ）具有抗拉强度高、重量轻、　工作，达到对结构构件补强加固和改善受力性能的　耐腐蚀、便于施工等特点，近些年被广泛用于混凝土　目的。迄今为止，国内外研究者对ＣＦＲＰ加固混凝　构件的加固改造。其加固原理是采用环氧类树脂材　土构件的抗弯性能¨ｊ、抗剪性能　、抗震性能　等有关内容进行了大量的试验研究、理论分析和数　［收藕日期］２０１０－０８－０２　值模拟，已取得丰硕的研究成果　。此外还开展　［基金项目】　教育部科学技术研究重点项目（１０８１０６）　了在初始受载　ｊ、反向加载　、考虑对碳纤维布施　沈阳工业大学博士启动基金（５２１１０１３２００５１３２）　加预应力［１ｏ　３、考虑碳纤维布加固后的二次受力ｕ　第３３卷第３期　范鹤：ＣＦＲＰ抗剪加固钢筋混凝土粱的耐火性能试验研究　等特殊条件下的研究工作。　目前ＣＦＲＰ加固构件的研究成果主要集中于常　温条件。而在高温情况下，ＣＦＲＰ的胶粘剂在温度　超过环氧类有机物的玻璃化温度（　）时会产生分　影响；以及弯、剪破坏形态下测点温度、位移。时间的　分布关系。试验为分析高温裂缝条件下箍筋温度分　布，建立斜截面受剪承载力计算方法提供研究基础。　２试验概况　２．１　试件设计　解或软化，丧失其传递纤维间剪力和防止纤维屈曲　的作用，造成ＣＦＲＰ材料强度丧失而退出工作。。　。　一试验实测混凝土立方体抗压强度为３３ＭＰａ。纵　筋采用ＨＲＢ３３５螺纹钢筋，梁底受力筋为３ｑｂ２５，屈　服强度为３４１ＭＰａ，梁顶架立筋为２　ｌ２，屈服强度为　４０２ＭＰａ。箍筋采用ＨＰＢ２３５光圆钢筋，直径６ｍｍ，　屈服强度为４５５ＭＰａ。碳纤维布采用新日本石油株　般的工业与民用建筑特别是高层建筑都有防火要　（ＣＥＣＳ１４６：２００３）明确要求，加固后建筑物能够达到　求，我国《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》　防火规范规定的耐火等级。而高温下碳纤维片材加　固操作目前无统一的标准可遵循，因此，研究ＣＦＲＰ　增强混凝土结构后的耐火性能，合理确定其防火设　计方法具有重要的理论和现实意义。ＣＦＲＰ加固钢　式会社生产的ＳＴ２００碳纤维布，单层片材厚度为　０．１１１ｍｍ；配套胶粘剂采用ＴＨ—ＲＥＳＩＮ型胶粘材料。　防火涂料采用广州市泰堡防火涂料有限公司生产的　筋混凝土构件的高温性能研究文献相对较少，国外　Ｂｉｓｂｙ、Ｂｌｏｎｔｒｏｃｋ、Ｗｉｌｌｉａｍｌ１　。等进行了ＣＦＲＰ加固　ＴＢ厚涂型防火隔热涂料。　试件设计共完成５根钢筋混凝土粱式试件，其　中１根为未加固、未涂防火涂料保护的试件，其余为　碳纤维抗剪加固且涂防火涂料保护的试件。试件总　长５３００ｍ，截面尺寸ｂ×ｈ＝２００ｍｍ×４００ｍｍ。５个　混凝土梁、板、柱的耐火性能试验研究，揭示有防火　保护条件下，耐火极限至少可大于２小时。国内同　济大学　、华南理工大学　，－也进行了一系列的耐火　性能试验、数值计算，得到带防火保护的ＣＦＲＰ加固　构件的耐火极限，同时提出了改善ＣＦＲＰ加固梁耐　火极限的措施，抗弯加固构件的耐火极限简化预测　试件的截面尺寸、配筋情况、混凝土强度等级、热电　偶的布设位置完全相同。　根据《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》　（ＣＥＣＳ１４６：２００３）的规定，试件设计过程中，４根加　方法等。对于钢筋混凝土梁式构件，这些研究工作　主要集中于高温下碳纤维布抗弯加固的力学性能。　常温下碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能、破　坏特征都较受弯破坏情况复杂　，但高温下碳纤维　布抗剪加固的研究鲜有报道。　本文主要对高温下碳纤维布加固钢筋混凝土梁　的抗剪性能进行分析，选用厚涂型防火涂料作为抗　固试件的加固量均控制在规定的４０％之内。碳纤　维布剪裁成条带状，每个碳纤维条的宽度均为　４０ｒａｍ。剪跨比Ａ＝１．５７的试件，加固量为ｌ８％；剪　跨比Ａ＝２．９６的试件，间距为５０ｍｍ、１４０ｍｍ对应的　加固量分别为３５％、１７％。碳纤维条采用外包横向　ｕ形条包裹的方式，沿支座处与加载点之间等间距　布设。　剪加固梁的防火保护材料，通过对４根带防火保护　的ＣＦＲＰ加固混凝土梁和１根对比粱进行恒载升温　耐火试验，研究该类构件在标准升温曲线下的力学　性能和耐火极限。在此基础上探讨了不同加载方　碳纤维布表面喷涂厚涂型防火涂料，涂料厚度　有１０ｍｍ、１５ｍｍ两种。在粱顶处涂料喷涂时，为了　更好地实现对梁顶碳纤维的保护，喷涂范围延伸至　距梁顶边缘１／４梁宽处，具体如图１所示。　式、剪跨比、加固量和防火保护层厚度对高温下　ＣＦＲＰ加固梁的跨中挠度、破坏形态及耐火极限的　表１试件设计参数　Ｔａｂｌｅ　１　Ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ　试件　剪跨比　ＣＦＲＰ宽度　编号　Ａ　ａ（ｍｌｎ）ｆ　Ｌ１　１．５７　４０　ＣＦＲＰ净间距　ｂ（ｉ／ｌｌｎ）　５０　防火保护　层厚度（ｍｍ）　ｌ５　加载　方式　四点　加固量　（％）　１８　荷载比　Ｏ．３８　总荷载　耐火极限　（ｋＮ）　（ｍｉｎ）　ｌ４９．９　１０４　Ｌ２　Ｌ３　Ｌ４　１．５７　２．９６　２．９６　４０　４０　●　＿——　５０　ｌ４０　’。——　１０　１０　＿＿——　Ｌ５　２．９６　４０　５０　１０　四点　两点　两点　两点　ｌ８　１７　●——　３５　０．３８　０．５Ｏ　０．５９　０．４４　１４９．９　１４７．６　１４７．６　１４７．６　ｌＯ３　９３　７８　５２　工程抗震与加同改造　２０１１年６月　Ｉｌ　２　１２　０６＠２００　８　ｌ　３也２５　『　ｊＬ——一　防火涂料喷涂　图１试件尺寸、配筋、加载方式及防火涂料喷涂（ｍｍ）　Ｆｉｇ．１　Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ。ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｌｏａｄｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｆｈ－ｅ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｓｐｒａｙ　ｏｆ　ｅｐｅｃｈｎｅｎｓ　ｍｍ）　各试件的具体设计参数见表１所示。试件的配　２．２碳纤维布的布设　筋情况如图１所示。四点加载方式以图１的１－２－３—　试验的碳纤维布参数包括纤维条宽度和间距，　４为加载点位置；两点加载方式以图１的Ｉ－Ⅱ为加　宽度均取口：４０ｒａｍ，净间距包括ｂ＝５０ｒａｍ和ｂ＝　载点位置，荷载比为试件弯剪区截面实际所受剪力　１４０　ｍｍ两组数据。以图２中２－２截面为控制截面，　与该截面常温极限抗剪承载力之比。总荷载指作用　碳纤维条均匀对称地粘贴在梁两端的弯剪区长度范　在试件上的集中荷载之和。　围内。碳纤维的具体布设位置如图２所示。　Ｉ　ｌｌｌ　ｌｌ　ｌｌ　Ｉｌ　ｌ　ｌＩ　ｌｌ　Ｉｌ　ｌｌ　ｌ　２　Ｉ３　胆　图２试件碳纤维抗剪加固位置（ｍｍ）　Ｆｉｇ．２　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｅｒ　ｓｈｅｅｔｓ　ｉｎ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ（ａｍ）　２．３试验装置及加载　试件吊装就位后，安装加载系统和位移、温度量　试验采用恒载升温，在华南理工大学结构耐火　测系统。试件最大挠度达到计算跨度的１／２０，或试　试验室进行，试件三面受火，受火面长度为４ｍ。通　件发生垮塌，试验结束。　过最大出力为３０ｔ的千斤顶实现加载。加载方式分　（１）位移量测。试验过程中，位移测点为Ａ、Ｂ、　别为四点加载和两点加载。升温过程中，炉膛内的　ｃ三点，分布在试件的跨中位置和图１所示的荷载　气体温度一时间曲线遵循ＩＳＯ　８３４标准升温曲线。　作用点Ｉ、Ⅱ处。　２．４试验量测　（２）温度量测。每个试件中的热电偶数量为１９　第３３卷第３期　范鹤：ＣＦＲＰ抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究　２ｌ　ｌ　ｌ　ｆ　一　ｌ　ｌ　ｌ　，ｌ　』；　Ｉ　Ｊ　ｂ一　２－２　３－３　１．１　■■■■■■■一●■■■■■●■■■■●一■■■■●■一　图３试件温度测点布置（ｍｍ）　Ｆｉｇ．３　Ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ　ｉｎ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ（ｍｍ）　个，分布在试件的３个截面处。其中的１－１截面为　曲裂缝。剪切破坏为非对称破坏，相对于临界弯剪　跨中截面，弯剪区２—２、３－３截面位置如图３所示，每　斜裂缝面而言，与之相对应的梁侧抗剪区域也呈现　个截面温度测点的布置见图３所示。　出剪切破坏形态。试验结束时，试件Ｌ３的２．２截面　３试验结果分析　距梁底７ｃｍ处出现沿支座与荷载作用点方向宽度　３．１宏观破坏形态　约为１ｍｍ的斜向短裂缝，３－３截面距梁底１５ｃｍ处　图４所示为试验后试件的破坏形态和试件的弯　同样出现该方向宽度约为０．５ｒａｍ的斜向短裂缝。　剪区裂缝状态。试件的碳纤维条带宽度较小，故较　试件Ｌ４沿支座与荷载作用点方向出现穿越２—２、３．３　小的防火保护层厚度内没有预埋钢丝网。试验结束　截面的贯通斜向裂缝，裂缝宽度为０．５～２ｒａｍ。破　后，加固试件的碳纤维布和防火保护层脱落，纤维布　坏形态及裂缝分布如图４所示。　中的黑色纤维丝悬挂在梁两端的侧面。剪跨比Ａ＝　各试件的实测耐火极限见表１所示。从表中可　１．５７的试件（Ｌｌ、Ｌ２），破坏形态为受弯破坏，梁底跨　以看出：　中截面混凝土剥落，梁底两侧纵筋大面积外露，外露　（１）对比试件Ｌ３、Ｌ４的试验结果，受火后两者　长度区域达到２０～３０ｃｍ；竖向的弯曲裂缝高度超过　均发生剪切破坏。试件Ｌ３的碳纤维加固量为　梁高中心线。梁侧弯剪区混凝土表面有几条尺寸很　１７％，由于防火涂料的保护作用，高温下碳纤维加固　短的龟裂裂纹，部分区域混凝土出现小面积的片状　梁的耐火极限增长，较未加固梁增加１９．２％。　剥离现象。剪跨比Ａ＝２．９６的试件（Ｌ３．Ｌ５），破坏　（２）试件Ｌ２发生弯曲破坏，计算弯矩富余量　形态为受剪破坏，试件的弯剪斜裂缝发展充分，临界　（即试件跨中截面实际所受弯矩与该截面常温极限　弯剪斜裂缝从支座处延伸至荷载作用点，裂缝宽度　抗弯承载力之比）为０．５；试件Ｌ３发生剪切破坏，计　７～１５ｍｍ，裂缝面梁底混凝土脱落，纵筋外露。受剪　算剪切富余量（即弯剪区实际所受剪力与该截面常　破坏时，跨中梁底有少许细小裂缝，基本没有出现弯　温极限抗剪承载力之比）为０．５。对比试件Ｌ２、Ｌ３　第３３卷第３期　范鹤：ＣＦＲＰ抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究　・４７・　一ｐ一巡赠　一　一避嚼　一ｐ一　赠　寻ｐｏｉｎｔ　２　罟ｐｏｉｎｔ２　ｒ　Ｉ＾¨ｌｌＬ　～４００　∈》一ｐｏｉｎｔ　１０　／　４０ｏ　ｚ　～ｎｎ；ｎｔ　＜，　ＩＩｌＬ　—　ｐｏｉｎｔ１９　——　一ｐｏｉｎｔ１９　ｊ　／　～３００　／　ｙ　ｐ　３００　‘　／　／。　２００　／　赠　厂／曰　２００　／　二∥　／　／　，　——　—一／　／　　　ｌｏ０　—一　／——　ｌＯＯ　．　Ｏ　０　０　２０　４０　６０　８０　１Ｏ０　１２０　０　２Ｏ　４０　６Ｏ　８Ｏ　１ｏ０　１２Ｏ　时间（ｍｉｎ）　时间（ｍｉｎ）　Ｃａ）Ｌ１　（ｂ）Ｌ２　６ＯＯ　ｐｏｉｎｔ２　＿Ｅ｝／　ｊ＾““　』　５００　一　ｐｏｉ赠　ｎｔ　２　１　…　。’　’‘’——ｐｏｉｎｔ　９　　。　。。。　‘——ｐｏｉｎｔ　９　～∈｝　ｐｏｉｎｔ１０　４ｏｏ　～ｅ　～ｐｏｉｎｔ　１０　—ｑ　～ｐｏｉｎｔ１９　—　—ｐｏｉｎｔ　１９　３０ｏ　／　／　＞　／　卢　，，　／　｝　／　／　ｌ０ｏ　１ＯＯ　‘　一　／　，　０　Ｏ　０　２０　４０　６０　８Ｏ　ｌＯＯ　０　２０　４０　６Ｏ　８０　时间（ｍｉｎ）　时间（ｍｉｎ）　（ｃ）Ｌ３　（ｄ）Ｌ４　３５０　‘　３ｏ０　卜ｐｏｉｎｔ　２　／　——ｐｏｉｎｔ　‘‘。。。　‘——ｏｐｉｎｔ９　２５０　２ｏ０　一９　｝一ｐｏｉｎｔ１０９　／　ｌ５０　／　／　１ｏｏ　５Ｏ　一，　０　０　２０　４０　６０　时间（ｍｉｎ）　（ｅ）Ｌ５　图５实测温度一时间曲线　Ｆｉｇ．５　Ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ・ｔｉｍｅ　ｃｕｒｖｅｓ　件Ｌ３、Ｌ５的试验结果，抗剪加固量与剪切破坏耐火　图５所示为试件箍筋、梁底纵筋和混凝土中各　极限的关系有待补充。　测点的实测温度一时问变化曲线。由于试验数据量　３．２　温度一时间曲线　较大，故选取典型位置，误差较小的共计５处测点温　・４８・　工程抗震与加固改造　２０１１年６月　度整理分析，从图中可以得出：　一日目一簿掣　向受火面间的距离、外侧纵筋的双向受火都会影响　（１）所有测点的温度一时间曲线显示，测点温度　钢筋的温度分布。　瑚　∞　ｏ　达到１００℃左右，曲线都会出现平缓段。其中，位于　（２）测点温度分布形态与破坏形式相对应，测　混凝土和梁底中部纵筋的测点位置７、１０、１９点曲线　点温度随时间增加呈递增趋势。剪切破坏试件Ｌ３．　的平缓段较长，而位于箍筋和梁底外侧纵筋的测点　位置２、９点曲线的平缓段相对较短。箍筋测点与侧　２５０　Ｌ５，测点２，９曲线温度增加幅度远高于跨中纵筋测　点１９和其它位置的测点。防火涂料保护层剥落后，　——・－－・－－・——ｐｏｉｎｔＡ　ｐｏｉｎｔＢ　—。。——２００　ｐｏｉｎｔＡ　—－———ｐｏｉｎｔＣ　——‘　ｐｏｉｎｔＣ　０　１５０　ｆ　Ｉ　稔　１００　，／　５０　／：　０　１００　ｌ２Ｏ　　０　６０　８０　ｌ００　１２０　０　２０　４０　６Ｏ　８０　时间（ｍｉｎ）　（ａ）ＬＩ　ｌｏｏ　１ｏ０　时问（ｍｉｎ１　１　Ｌ２　二一　ｌ金一　Ａ　Ｂ　Ｃ　‘。一８０　ｐｏｈｔＡ　８０　ｐ０　ＩＣ　，　—６０　，　，、６０　旦　鎏柏　・　，，　碧４０　２０　／　／　２Ｏ　／　Ｏ　０　Ｏ　２０　４０　６０　８０　１００　２０　４０　６０　时间（ｒａｉｎ１　（ｃ）Ｌ３　时间（ｍｉｎ１　（ｄ）ＩＡ　ｌｏｏ　——ｐ０　ｔＡ　舳　Ｉ　…ｐｏ　Ｃ　ｊ　厂　，　０　６ｏ　茸　馋　掣４０　２Ｏ　一／　‘，／　；：晏掣　　ｔ！　０　一０　１０　２０　３Ｏ　４０　５０　时间（ｍｉⅡ１　（ｅ）Ｌ５　图６测点位移－时间曲线　Ｆｉｇ．６　Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ－ｔｉｍｅ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ　第３３卷第３期　范鹤：ＣＦＲＰ抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能试验研究　剪切破坏形成的临界剪切斜裂缝较易导致箍筋和外　抗剪加固梁，剪切破坏时跨中挠度近似为计算跨度　的１／４０，近似为弯曲破坏跨中挠度的一半。　侧纵筋的温度升高。而弯曲破坏试件Ｌｌ－Ｌ２，形成　的弯曲裂缝导致跨中纵筋测点１９温度高于其他测　点温度。　致谢：本文得到了华南理工大学吴波研究员的　悉心指导，在此表示感谢！　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　［１］　吴刚，安琳，吕志涛．碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗　（３）混凝土的导热性能差，高温试件在受火面　会形成较大的温度梯度。弯、剪破坏时，混凝土测点　７的温度曲线表明混凝土的温度增加最为缓慢，数　值最小，这与其他研究成果¨　相一致。　３．３位移．时间曲线　图６所示为试件位移测点的位移．时间关系曲　线。从图中可以得出：　（１）试验过程中，测点位移随时间的增加而平　缓增长。升温初期，测点位移值相近；升温４０ｍｉｎ后　（炉温达到８５０ｑＣ左右），测点Ａ相对测点Ｂ、Ｃ的位　［２］　匡志平，移增量（某一时刻，测点Ａ与测点Ｂ、Ｃ的位移差与　测点Ｂ、ｃ位移量的比值）超过２０％，随后该位移增　量逐步增大；在试件破坏前约１０ｍｉｎ（炉温达到　１０００￣（２左右），弯曲破坏时该位移增量达到最大，而　剪切破坏时该位移增量快速减小，直至破坏时测点　Ａ与测点Ｂ、Ｃ位移量相近。　［３］（２）跨中挠度在达到５０～６０ｍｍ后增加很快，　曲线急剧上升，一般在ｌＯｍｉｎ左右后试件破坏。当　试件发生弯曲破坏时，跨中挠度可达到计算跨度的　１／２０；当试件发生剪切破坏时，跨中挠度近似为计算　跨度的１／４０。高温下抗剪加固试件剪切破坏的跨　中挠度近似为弯曲破坏的一半。　［４］　张轲，４　结语　通过高温下ＣＦＲＰ抗剪加固梁耐火性能试验。　初步得到：　（１）在相同的弯、剪富余量及加固量相等条件　下，高温下发生剪切破坏的耐火极限小于弯曲破坏　的耐火极限。　［５］　滕锦光．ＦＲＰ加固混凝土结构［Ｍ］．北京：中国建筑　（２）ＣＦＲＰ抗剪加固试件的防火涂料保护作用，　可提高剪切破坏的耐火极限。但防火涂料厚度变化　对产生弯血破坏的耐火极限基本无影响。　（３）升温过程中，由于试件中水分气化作用，测　［６］　高皖扬．碳纤维加固混凝土梁耐火试验研究与理论　点温度曲线出现平缓段，相对于混凝土和梁底中部　纵筋而言，箍筋和梁底外侧纵筋温度曲线的平缓段　较短。　（４）测点相对位移增量随时间（温度）增加呈非　［７］　赵彤，谢剑．碳纤维布补强加固混凝土结构新技术　线性增长。临近破坏时，弯曲破坏相对位移增量达　到最大，剪切破坏相对位移增量快速减小。高温下　弯加固的试验研究与分析［Ｊ］．建筑结构，２０００，３０　（７）：３～６　Ｗｕ　Ｇａｎｇ，　Ａｎ　Ｌｉｎ，Ｌｖ　Ｚｈｉ—ｔａｏ．　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎｔｏ　Ｆｉｒｅ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｅａｍｓ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｉｎ　Ｆｌｅｘｕｒｅ　ｗｉｔｈ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｓｈｅｅｔｓ［Ｊ］．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，２０００，３０　（７）：３—６（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　刘成伟，王皓波．无腹筋混凝土梁的碳纤维　抗剪加固试验研究［Ｊ］．同济大学学报，２００４，３２　（５）：５７５～５７９　Ｋｕａｎｇ　Ｚｈｉ—ｐｉｎｇ，Ｌｉｕ　Ｃｈｅｎｇ－ｗｅｉ，　Ｗａｎｇ　Ｈａｏ—ｂｏ．　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｅａｍｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　Ｓｔｉｒｒｕｐｓ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｆｏｒ　Ｓｈｅａｒｉｎｇ　ｂｙ　Ｕｓｉｎｇ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００４，３２（５）：５７５—５７９（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　李扬，高日，安广明，陈丽莹．碳纤维对混凝土梁抗剪　加固的实验及理论研究［Ｊ］．北方交通大学学报，　２００３，２７（４）：５７—６１　Ｌｉ　Ｙａｎｇ，Ｇａｏ　Ｒｉ，Ａｎ　Ｇｕａｎｇ—ｍｉｎｇ，Ｃｈｅｎ　Ｌｉ—ｙｉｎｇ．　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ａｎｄ　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｒ　ＲＣ　Ｂｅａｍ『Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏ￣ｈｅｒｎ　Ｊｉａｏ　Ｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００３，２７（４）：　５７～６ｌ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　岳清瑞，叶列平，赵树红．碳纤维布加固混凝土　柱改善延性的试验研究［Ｊ］．工业建筑，２０００，３０（２）：　ｌ６一ｌ９　Ｚｈａｎｇ　Ｋｅ，Ｙｕｅ　Ｑｉｎｇ—ｒｕｉ，Ｙｅ　Ｌｉｅ—ｐｉｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｓｈｕ—ｈｏｎｇ．　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｃｏｌｕｍｎ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ＣＦＳ［Ｊ　ｊ．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０００，３０（２）：２６一ｌ９（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　工业出版社，２００５　Ｔｅｎｇ　Ｊｉｎ—ｇｕａｎｇ．ＦＲＰ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ＲＣ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｍ］．　Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｐｒｅｓｓ，２００５（ｊｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　分析［Ｄ］．上海：同济大学，２００７　Ｇａｏ　Ｗａｎ—ｙａｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｆｉｒｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＣＦＲＰ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｅａｍｓ［Ｄ］．　Ｓｈａｎｇｈａｉ：Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　［Ｍ］．天津：天津大学出版社，２００１　Ｚｈａｏ　Ｔｏｎｇ，Ｘｉｅ　Ｊｉａｎ．Ａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｒｅｐａｉｒｉｎｇ　・５０・　工程抗震与加固改避　２０１１年６月　４　］　（上接第４１页）　杨树标．砌体并联复合隔震体系的隔震性能研究［Ｊ］．　［２］　杨树标，贾剑辉，申彦利．复合隔震结构的研究与应用　工业建筑，２Ｏｏｏ，３Ｏ（１２）：ｌ５一ｌ７　［Ａ］．防震减灾工程研究与进展［Ｃ］，北京：科学技术　Ｙａｎｇ　Ｓｈｕ—ｂｉａｏ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｐａｒａｌｌｅｌ　出版社，２００５，２４０—２４４　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｂｒｉｃｋｉｎｇ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　Ｙａｎｇ　Ｓｈｕ．ｈｉａｏ。Ｊｉａ　Ｊｉａｎ—ｈｕｉ，Ｓｈｅｎ　Ｙａｈ—ｌｉ．Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０００，３０（１２）：１５一ｌ７（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ａ］．Ｔｈｅ　杨树标，李振宁．几种隔震体系的地震反应分析［Ｊ］．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　特种结构，２００１，ｉｓ（１）：３６—３８．　Ｄｉｓａｓｔｅｒ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［ｃ］，Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｙａｎｇ　Ｓｈｕ－ｂｉａｏ，Ｌｉ　Ｚｈｅｎ－ｎｉｎｇ．Ａｎａｌｙｓｅ　ｏｎ　Ｔｈｅ　Ｓｅｉｓｍｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００５，２４０～２４４（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　Ｓｅｖｅｒａｌ　Ｂａｓｅ　Ｉｓｏｌａｔｅｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．　［３］杨树标，周书敬　砌体复合隔震结构设计方案的合理　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｓｔｕｒｃｔｕｒｅｓ，２００１，１８（１）：３６—３８（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　选择［Ｊ］．建筑结构，２００１，３１（３）：６４～６６　日本建筑学会著．刘文光译．隔震结构设计［Ｍ］．北　Ｙａｎｇ　Ｓｈｕ・ｂｉａｏ，Ｚｈｏｕ　Ｓｈｕ—ｊｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　京：地震出版社，２００６．　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｍａｓｏｎｒｙ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｊａｐａｎ．Ｌｉｕ　Ｗｅｎ－ｎｇａｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，２００１，３１（３）：６４—６６　（ｔｒａｎｓｌａｔｅ）．Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｂａｓｅ　（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　Ｉｓｏｌａｔｅｄ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｅｉｓｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，２００６　［作者简介］　杨树标（１９５９一），男，河北保定人，教授，从事建筑抗震方面的教学与研究