鋼筋混凝土框架結構熱-力耦合實驗研究.pdf

1、建筑火災嚴重威脅著人們的生命財產安全，在火災高溫和外部荷載的作用下，鋼筋混凝上結構會產生劇烈的內力重分布，變形情況也非常復雜。而鋼筋混凝土結構是現代建筑中應用最廣泛的結構形式之一，因此，其抗火性能的研究廣受關注。本文在國家自然科學基金項目“基于‘剩余強度’熱損傷模型的鋼筋混凝土結構抗火能力研究(NNSF:51178474)”的資助下，對高溫下足尺鋼筋混凝土門式框架結構進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)比較系統的歸納和總結了國內外關于鋼筋和混凝土熱工性能以及高溫下和高溫后力學性能的理論和試驗研究成果，分析了有關鋼筋混凝土結構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)自行設計制作了15個鋼筋混凝土門式框架結構的足尺試樣及相應的鋼支撐，按照ISO-834標準升溫曲線對其中12個進行了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構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)對經歷過高溫實驗的試件(T1-T12)和未經歷高溫實驗的試件(T13)在室溫下進行了短期蠕變試驗。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構力學性能的影響，探討了經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)采用改進后的Burgers蠕變模型對蠕變試驗的數據進行了擬合分析，得到了相應模型的參數值。擬合結果表明，改進后的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，該模型還有待進一步改進。