火灾（高温）后混凝土结构抗剪机理及残余抗剪承载力分析

The shear strength of concrete of different temperature and thermostatic time will be tested，and the fracture energy of concrete subjected to high temperature will be tested.The shear bearing capacity of simply supported beam after fire will be tested. Frames will be designed, and cantilever beams and constrained beam after fire will be tested. The tested fracture energy will be used to analyze beams based on extended finite element method (XFEM), and the application of XFEM for analyzing concrete beam after fire will be studied.Normal finite elemnet method will be used to calculate the residual shear strength; parametric analysis will carrying out; and the effect of loads during the fire on the residual strength after fire will be studied.A modify approach will be studied for calculate the concrete frame, which based on fiber element. Based on experiment, finite-element analysis and theoretical analysis, mechanisms of shear resistance of reinforced concrete and methods of calculating the shear bearing capacity of reinforced concrete beam after fire and during fire will be got, which could provide theory for fire resistance design and examination and reinforcement of structures after fire.

进行混凝土试块抗剪强度试验，对高温后Ⅰ型、Ⅱ型断裂能进行测试。对简支梁进行高温后抗剪承载力试验；设计框架结构，对悬臂梁和两端约束的框架梁进行高温后抗剪能力试验。利用断裂能试验结果并借助扩展有限元工具对梁的试验结果进行分析，研究扩展有限元在高温后混凝土结构非线性分析上的应用。研究高温后混凝土构件进行精细有限元分析方法，并进行参数分析，同时研究高温中荷载水平对高温后剩余抗剪承载力的影响。改进基于纤维单元的混凝土框架整体结构计算方法，获取能考虑剪切影响的高效火灾后整体结构损伤计算方法。通过试验、有限元分析及理论分析，获取高温后钢筋混凝土梁的的抗剪机理，获得残余抗剪承载力计算方法，并推算高温中的抗剪承载力计算方法，为结构抗火设计和火灾后检测加固抗剪分析提供理论支持。

在本项目的支持下，研究人员共开展了不同温度下混凝土断裂性能、悬臂梁及有约束框架梁火灾（高温）后抗剪性能、火灾（高温）后混凝土梁加固技术共三大课题的研究。获得多项重要成果：①采用楔入劈拉法测得不同温度下试件荷载-裂缝张开口位移(P-CMOD)全曲线从而获得不同温度下混凝土断裂能值；②基于试验建立烧失量与断裂性能指标的联系，得出可用烧失量来体现高温下混凝土的断裂性能的结论；③基于有限元软件模拟分析和虚拟裂缝黏聚应力分布，提出与试验结果吻合较好的解析与权函数计算方法；④进行火灾（高温）后框架梁、悬臂梁的静载试验，获得框架梁、悬臂梁火灾后抗剪力学性能数据；⑤提出火灾后混凝土梁受剪承载力有限元计算分析方法；⑥对火灾（高温）后混凝土梁的抗剪机理进行分析，分析常温和火灾后混凝土梁抗剪机理的差异，探讨火灾后受剪承载力与受弯承载力下降情况；⑦进行单层单跨混凝土框架常温和火灾（高温）后拟静力试验，获得火灾后框架的抗侧向力性能；⑧借助有限元软件分析了火灾中水平荷载对火灾后混凝土梁受剪承载力的影响；⑨提出火灾后混凝土梁受剪承载力计算实用公式；⑩采用碳纤维布加固法，增大截面法，梁侧锚固钢板加固法对火灾（高温）后混凝土梁进行加固，研究各加固法对火灾后混凝土梁抗剪、抗弯性能的影响，并结合有限元提出相应的加固后承载力计算方法，为工程设计提供相应参考。