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纤维增强树脂(Fiber Reinforced Polymer简称FRP)筋与普通钢筋相比,具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳、电磁绝缘性能好等特点。FRP筋代替钢筋有效地解决了钢筋锈蚀所引起的混凝土结构耐久性问题,提高了结构使用寿命,在工程中得到了广泛应用。国内外已进行了较多FRP筋混凝土结构强度、粘结滑移、疲劳和裂缝等方面的理论和试验研究。但火灾作用下FRP筋混凝土结构性能方面的研究才刚刚开始,有大量工作需要开展。因此,进行FRP筋混凝土结构抗火性能方面的研究是十分必要的,也有利于制定该方面的防火规范,来指导工程实际应用。本文采用有限元法研究了FRP筋混凝土柱和框架的抗火性能,主要研究内容分为如下几个方面:(1)首先在考虑混凝土和FRP筋的导热系数、比热和热膨胀率等热工参数随温度升高的变化的基础上,建立FRP筋混凝土构件温度场分析模型。与已有试验结果对比,验证本文采用的有限元模型分析火灾下FRP筋混凝土结构温度场的可行性。(2)在模拟过程中,考虑混凝土和FRP筋的强度和刚度随温度变化的影响,建立火灾下力学性能有限元分析模型。通过与已有试验进行对比,证明本文有限元模型分析火灾下FRP筋混凝土结构力学性能的可行性。(3)研究火灾作用下FRP筋混凝土柱的温度场和力学性能。主要分析配筋率、截面尺寸、保护层厚度、受火面和柱端约束对FRP筋混凝土柱抗火性能的影响。基于对有限元结果进行研究,得出关于配筋率、截面尺寸和保护层厚度的FRP筋混凝土柱耐火时间公式。(4)研究火灾作用下FRP筋混凝土框架温度场和力学性能。采用有限元方法分析了火灾位置对框架抗火性能的影响。比较边界条件、受火情况相同的框架柱与单个柱的耐火时间,给出了FRP筋混凝土框架边柱耐火时间的简化计算方法。研究发现,配筋率、截面尺寸、保护层厚度、受火情况和柱端约束对柱抗火性能有一定影响,并给出了关于配筋率、截面尺寸和保护层厚度的柱耐火时间公式。框架对柱端约束有很大影响,使得前面推导公式应用时荷载得选取注意。顶层受火的耐火时间要小于非顶层受火的耐火时间,比较了框架柱与单个柱抗火性能的差异,给出了框架边柱耐火时间计算的简化方法,为FRP筋混凝土结构防火设计提供参考。