华北理工大学建筑工程学院 唐山 063009
摘要：在阅读大量文献的基础上，介绍我国学者对研钢筋混凝土火灾加固的研究成果进行综合论述，重点从加固强度，承载力、抗火性等方面介绍CFRP布、梁侧锚固钢板、钢丝网水泥砂浆等加固方法。
关键词：钢筋混凝土梁 加固 抗剪 火灾
Abstract：On the basis of reading a lot of literature, this paper introduces the research results of fire reinforcement of reinforced concrete by Chinese scholars. It mainly introduces CFRP cloth, beam side anchorage steel plate, steel wire mesh cement mortar and other reinforcement methods from the aspects of reinforcement strength, bearing capacity and fire resistance.
Key word：reinforced concrete beam；reinforce；shear resistance；fire
引言
近年来，我国的火灾次数逐年上升，其中民用建筑发生火灾次数最多财产损失也最为严重，每年因为火灾而损失财产已经超过了数十亿元。钢筋混凝土梁是民用建筑最普遍也是最重要的构件，在火灾中钢筋混凝土梁是损伤最严重的构件之一，所以对钢筋混凝土梁的加固修复尤为重要。
1钢筋混凝土的热工性能
混凝土内部的骨料、水、水泥等材料由于膨胀系数不同在高温作用下膨胀变形不一致，导致混凝土受热内部产生微小的裂缝，混凝土强度下降，随着温度的持续上升，混凝土强度下降的越严重；当混凝土开始降温时，由于混凝土外部和内部温度差异较大，外表面快速收缩内部收缩缓慢，裂缝在外表面出现，混凝土强度再次下降[1]。
钢筋的强度和变形性能随着温度的升高逐渐下降，极限抗拉强度、屈服强度和弹性模量按照下降幅度从小到大的次序排列，当钢筋达到800℃时，强度和变形性能只达到常温的10%左右[1]。
2钢筋混凝土梁火灾后不同加固方式
2.1 CFRP加固
2015年徐玉野、董毓利[1]等人在华侨大学力学与工程结构实验中心对8根钢筋混凝土梁按照国际标准ISO834升温曲线进行试验，其中对矩形截面的L5-L7和T形截面的L8分别进行CFRP“环形箍”粘贴方法和“U形”粘贴方法火灾后加固，L1-L2和L3-L4分别进行不受火和受火试验。试验测量试件的火灾下混凝土温度、钢筋温度和火灾后混凝土应变、钢筋应变、CFRP布应变、跨中挠度、抗剪承载力；观测试验现象及破坏形态，研究不同的剪跨比、CFRP布的配布率以及在CFRP布加固效果下楼板翼缘对钢筋混凝土梁火灾后抗剪性能的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆研究结果表明：火灾后矩形截面试验梁经过CFRP“环形箍”粘贴方法加固和T形截面试验梁经过CFRP “U形”粘贴方法加固比未受火的试验梁有明显提高，分别提高了5. 3% ～16. 6% 和34. 0% ；有楼板翼缘的试验梁对钢筋混凝土梁火灾后抗剪性能提高要优于没有楼板翼缘的试验梁；利用自编有限元程序结合试验结果，提出在CFRP布加固下火灾后钢筋混凝土梁抗剪承载力计算式，计算式具有一定的安全保障率，对以后实际应用提供了可靠依据。
2.2梁侧锚固板加固
2018年刘鑫、陆洲导[3]等人在同济大学工程结构抗火试验室对5根钢筋混凝土梁进行了梁侧锚钢加固钢筋混凝土梁火灾后受剪性能试验，其中包括1根梁不受火不加固，2根不受火加固，2根加固后受火。试验测量火灾下钢筋混凝土梁内部温度和火灾后抗剪承载力、跨中挠度、混凝土应变、钢筋应变、钢板应变、混凝土梁与钢板的相对滑移，来研究钢板的宽度、植筋胶类型对试验梁火灾后受剪性的影响。研究结果表明：由于后植入锚栓的导热性对钢筋混凝土梁内部温度有明显的的影响；钢板宽度增大的试验梁发生受弯破坏，其余四根发生受剪破坏，可以得出，锚固钢板宽度的增大，使试验梁整体抗剪的性能增强，导致钢板宽度增大的那根梁发生受弯破坏；锚固钢板提高了钢筋混凝土梁的刚度、延性和抗剪性能，不同的植筋胶也影响了钢筋混凝土梁的抗剪承载力和延性方面，通过试验数据分析得出，氯氧镁水泥在提高钢筋混凝土梁抗剪性能和延性方面上比HIT-RE500 更加有效。
2.3 钢丝网水泥砂浆加固
2018年苗生龙、袁广林[4]等人对5试验梁进行高温后试验，对其中3根RC梁采用钢丝网水泥砂浆加固进行高温后试验，1根RC梁不加固不受火，1根RC梁加固不受火。由于混凝土，钢筋和钢丝网在高温后一些材料性能有所损伤，导致高温后RC梁的承载比常温下有所降低，所以通过不同的受火温度来研究RC梁高温后的承载力，并得出RC梁高温后的计算式，利用ANSYS有限元软件模拟出不同的梁截面温度场，结合材料的热工性能，得出钢丝网水泥砂浆加固混凝土梁高温后的计算方法。结果表明：在450℃以下时，用钢丝网水泥砂浆加固的试验梁高温后的承载力比未加固试验梁体高很多，加固效果明显；通过ANSYS有限元软件模拟模拟得出的计算式算出的承载力与实际试验得出的承载力具有一定的误差，计算承载力分别是实测承载力的 0.874、0.871、0.862 倍。 的平均值为 0.855，均方差为0.025，计算值均小于实测值，本研究的计算方法是偏于安全的。
3火灾后加固建议
在进行钢筋混凝土梁火灾后加固时应注意以下问题：
1）在CFRP布加固时，应先将梁表面损坏的混凝土凿除，用水泥砂浆抹平，保证CFRP布和梁表面很好的贴合，这样才能避免加固好的CFRP布从混凝土表面剥离影响加固效果。
2）再用梁侧锚固钢板加固时，用植筋胶注入钻孔固定锚栓，必须保证锚栓垂直于梁侧表面，使钢板与两侧面充分贴合；植筋胶要注满钻孔，否则会出现缺陷影响加固效果。
3）用钢丝网水泥砂浆加固时，由于钢丝网时成卷出厂的，所以钢丝网很难铺平，再用水泥砂浆覆盖时，必须保证钢丝网不能露出梁表面，否则受火会影响钢丝网的强度。
4结语
经过近些年众多专家学者对钢筋混凝土梁加固方面的研究与改进，出现了各种形式的加固方法，其效果越来越好，在建筑物中的的应用范围也越来越广，但是依然存在加固强度不够、耐火性能不好等问题需要继续深入研究。
参考文献
[1]过镇海，钢筋混凝土的高温性能及其计算[D]．北京：清华大学出版社，2002.
[2]徐玉野,彭小丽,董毓利,罗漪,林碧兰.受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究[J].建筑结构学报,2015,36(02):123-132.
[3]刘鑫,陆洲导,蔡自伟,李凌志.梁侧锚钢加固钢筋混凝土梁火灾后受剪性能[J].浙江大学学报(工学版),2018,52(05):853-863.
[4]苗生龙,袁广林,李庆涛,成林燕.钢丝网水泥砂浆加固RC梁高温后承载力计算[J].混凝土,2018(10):40-42+46.
论文作者:韩旭
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/28
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