针对碳纤维布加固混凝土结构大量应用，而对其抗火研究甚少这一突出问题，首先分析清碳纤维布加固混凝土受弯构件火灾下的失效机理，进而提出外涂防火涂料和用高软化点粘贴胶替代常规粘贴胶来改善构件抗火性能的设想，在此基础上通过计算机仿真分析和实体模型试验，得到防火涂料品种及厚度、实际有效荷载、截面特征、构件原抗力水平、加固提高的抗力幅值等关键参数对采用常规粘贴胶的碳纤维布加固混凝土受弯构件和采用高软化点粘贴胶

预应力张弦梁结构是由刚性上弦、预应力拉索及腹杆连接形成的混合杂交自平衡结构体系，结构受力合理，自重轻，近年来广泛应用于大跨结构屋盖体系中。然而，由于结构中存在预应力，拉索锚固节点铸体材料熔点低，且高温下预应力索体强度退化更为严重等因素，张弦梁结构抗火性能比普通结构钢更差。但是，国内外对于预应力张弦梁结构抗火研究很少，在工程实践中按普通钢结构进行抗火设计，造成极大的安全隐患。本项目通过试验研究、理论分析，从材料、节点、构件、结构层次对预应力张弦梁结构抗火关键技术问题开展了较为的系统研究：1）对1860MPa级钢丝进行了高温热膨胀系数试验研究，揭示了温度对热膨胀系数的影响，建立了高温热膨胀系数拟合公式；2）对1860MPa级钢绞线、1860MPa级预应力钢丝等进行了高温稳态拉伸试验研究，建立屈服强度、极限强度、弹性模量与温度之间的关系模型、以及高温应力-应变本构关系模型，给出了抗火设计强度指标取值；3）对预应力索进行了高温应力损失试验研究，研究了不同温度、不同初始应力下的应力损失规律，提出预应力索高温应力损失理论算法；4）研究提出了5种预应力索体防火保护方法，并通过标准火灾升温试验，对方法有效性、可行性进行了验证；5）对钢绞线-热铸锚锚固节点进行了耐火性能试验研究，建立了锚固节点高温承载力计算公式；6）对预应力张弦梁进行了抗火试验，研究了火灾全过程中索体内力、张弦梁变形、温度分布随时间的变化规律，以及初始预应力水平、荷载比、火灾升温曲线对张弦梁抗火性能的影响，揭示了破坏模式与破坏机理；7）对预应力张弦梁进行了有限元数值参数分析，重点研究了初始预应力比、荷载比、受火条件等因素对张弦梁抗火性能的影响；进而提出了预应力张弦梁抗火安全判定准则、抗火承载力实用计算方法以及防火设计方法。本项目研究结果对预应力张弦梁结构抗火设计具有理论意义和应用价值，对于预应力钢结构抗火研究也具有参考意义。 2100433B

预应力张弦梁结构是工程常用的大跨度结构形式。由于火灾下钢材性能退化和热膨胀导致拉索预应力严重损失、拉索锚固节点铸体材料（低熔点锌铜合金、环氧树脂）熔点低等不利因素影响，张弦梁结构抗火性能远比普通钢结构差，但目前国内外对此研究很少。为此，本项目拟采用试验和有限元理论、基于极限平衡状态的温度增量迭代分析法相结合的研究方法，从材料、节点、构件、结构层次对预应力张弦梁结构抗火关键技术问题开展系统研究，揭示火灾作用对索体材料力学物理性能、索体锚固节点受力性能、预应力张弦梁受力性能的影响规律，建立索体材料的热膨胀系数、强度、弹性模量与温度之间关系模型以及高温应力-应变本构关系模型，建立火灾下索体升温及预拉力损失简化计算方法、索体锚固节点防火设计方法、张弦梁抗火承载力实用计算方法，提出预应力张弦梁抗火安全准则，系统地解决预应力张弦梁抗火分析及防火设计问题，为工程设计及规范编制提供依据。

采用准确可靠的方法对结构进行抗火设计，可避免或减小建筑火灾导致的直接和间接损失。国内外现行结构抗火设计规范主要基于单独构件抗火性能的研究成果。然而，局部火灾下或考虑火灾蔓延效应，不同钢柱升温速度不同，一方面高温钢柱的热变形受到约束；另一方面，构件刚度比发生变化，结构发生内力重分布，因此必须考虑结构整体性的影响。同时，由于隔墙等非结构构件的保护，局部火灾下钢柱的截面温度可能不均匀。目前已经有对受约束钢柱抗火性能的研究，但主要集中在火灾下受约束钢柱弯曲屈曲方面，且假设钢柱所受约束不变，及钢柱长度和截面方向温度均匀。另外，给出的受约束钢柱抗火分析方法是建立在数值计算结果上的回归公式，公式系数没有明确的物理意义。本项目拟基于压弯构件弹塑性屈曲分析理论，研究受约束钢柱抗火性能分析方法，并考虑钢柱截面温度不均匀的影响。通过9个受约束钢柱抗火试验对理论模型进行验证，以建立更准确可靠的钢柱抗火分析理论。