鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)熱-力耦合實驗研究.pdf

1、建筑火災(zāi)嚴(yán)重威脅著人們的生命財產(chǎn)安全，在火災(zāi)高溫和外部荷載的作用下，鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生劇烈的內(nèi)力重分布，變形情況也非常復(fù)雜。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，因此，其抗火性能的研究廣受關(guān)注。本文在國家自然科學(xué)基金項目“基于‘剩余強(qiáng)度’熱損傷模型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火能力研究(NNSF:51178474)”的資助下，對高溫下足尺鋼筋混凝土門式框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的理論分析及物理實驗。其主要工作及創(chuàng)新性成果如下:

2、　　(1)比較系統(tǒng)的歸納和總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于鋼筋和混凝土熱工性能以及高溫下和高溫后力學(xué)性能的理論和試驗研究成果，分析了有關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火性能的影響因素，為本文的試驗開展及研究提供了有益的參考。
　　(2)自行設(shè)計制作了15個鋼筋混凝土門式框架結(jié)構(gòu)的足尺試樣及相應(yīng)的鋼支撐，按照ISO-834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線對其中12個進(jìn)行了3種溫度水平(600℃、800℃、1000℃)和4種荷載水平（21kN、28kN、35kN、42kN）下的抗火能

3、力試驗研究;觀察分析了試件表觀變化和形態(tài)變化等特征，實地測得了跨中剩余撓度和截面溫度場的分布，探討了不同火燒溫度和火燒荷載下結(jié)構(gòu)火燒殘余撓度的變化情況和各測溫點升溫速率的變化規(guī)律。
　　(3)對經(jīng)歷過高溫實驗的試件(T1-T12)和未經(jīng)歷高溫實驗的試件(T13)在室溫下進(jìn)行了短期蠕變試驗。通過試驗分析了火燒溫度和火燒荷載對足尺鋼筋混凝土門式框架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響，探討了經(jīng)歷高溫實驗并自然冷卻后，試件在室溫下的蠕變變化規(guī)律，得到了相

4、應(yīng)的蠕變曲線。此外，還用紅外熱像儀SC7000對部分試件(T12-T13)蠕變實驗的加載過程進(jìn)行了掃描，測量并簡要分析了該過程的溫度變化情況。
　　(4)采用改進(jìn)后的Burgers蠕變模型對蠕變試驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合分析，得到了相應(yīng)模型的參數(shù)值。擬合結(jié)果表明，改進(jìn)后的Burgers模型能夠很好地擬合蠕變的前兩個階段，即“初始蠕變階段”和“穩(wěn)態(tài)蠕變階段”;而對于蠕變第三個階段“加速蠕變階段”的擬合，該模型還有待進(jìn)一步改進(jìn)。