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植筋技术已经广泛应用于工程的加固改造中,并且对常温下植筋连接性能已经进行了大量研究,而高温中植筋连接的受力性能研究较少。事实上,在实际工程中,植筋不仅面临着火灾的威胁,还有些植筋构件本身就是在高温环境中工作的,因此研究高温中植筋连接的性能是很有必要的。本文主要研究了火灾(高温)下植筋连接的抗火性能。进行了高温下植筋胶钢套筒试验,研究了高温下植筋胶的粘结滑移关系。还进行了不同保护层和不同植筋深度下植筋连接的耐火极限和受火90min后植筋连接的极限承载力试验,研究了火灾中植筋连接的耐火极限以及火灾中受火90min后的极限承载力与保护层、植筋深度之间的关系。本文的主要研究内容如下:
(1)依照《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)附录J中的规定,制作若干钢套筒试件进行高温下植筋胶的粘结滑移试验。在植筋胶高温下的粘结滑移试验中,用电炉按ISO834升温曲线对试件加热升温。分别研究了植筋试件在高温下的破坏形式,植筋胶粘结力随温度的变化关系和植筋胶在高温下的粘结滑移关系。
(2)设计制作了6个植筋连接构件进行植筋连接的耐火极限试验。在植筋连接耐火极限试验中,用同济大学结构抗火试验室的水平结构构件抗火试验炉对试件进行加热升温。试验时,试验炉按ISO834标准升温曲线升温。对植筋构件施加的荷载约为设计荷载的80%,并在试验中保持恒定不变。通过此试验来研究植筋连接的耐火极限与植筋深度和保护层厚度的关系。
(3)设计制作了6个植筋连接构件进行高温下植筋连接极限承载力试验。在植筋连接极限承载力试验中,用同济大学结构抗火试验室的水平结构构件抗火试验炉对试件进行加热升温。试验时,试验炉按ISO834标准升温曲线升温。升温过程中,对植筋构件施加的荷载约为设计荷载的20%。在受火90min后,加载构件至破坏。通过此试验来研究植筋连接构件受火90min后的极限承载力与植筋深度和保护层厚度的关系。
(4)对火灾中单根植筋的极限承载力进行了理论推导,得出了高温下单根植筋极限承载力的计算公式,并与前面的钢套筒试验进行了对比分析,结构表明,该计算公式是可靠的。
(5)提出了火灾中植筋连接构件极限承载力计算方法,并用该方法对火灾下的植筋连接构件的极限承载力进行了计算,并将计算值与试验值进行了对比,结果表明,计算值与试验值的误差很小,该方法可用于工程实践中。
(6)提出了火灾中植筋连接构件耐火极限的计算方法,并用该方法对火灾下植筋连接构件的耐火极限进行了计算,并将计算值与试验值进行了对比,结果表明,计算值与试验值的误差很小,该方法可用于工程实践中。
(7)回归出了火灾中植筋连接构件耐火极限和受火90min后极限承载力的简化计算公式,可用于粗略的估计植筋连接构件的耐火极限和受火90min后的极限承载力。
(8)提出了植筋连接构件的抗火构造措施,以保证植筋连接具有一定的抗火性能。
最后,对本文的内容进行了总结,并对今后进一步的研究方向提出建议和展望。