角钢加固钢筋混凝土梁、柱构件抗火性能试验研究

发布时间：2017-06-21 17:05

  本文关键词：角钢加固钢筋混凝土梁、柱构件抗火性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢筋混凝土结构是目前我国最广泛使用的建筑形式。但是越来越多的老化问题或使用功能改变,使得钢筋混凝土构件的加固越来越多,其中外包型钢加固法因经济、高效且便于施工等优点,成为最主要的加固方法之一。然而针对该类加固法的抗火设计在我国规范中并没有明确的规定,仅在《混凝土结构加固设计规范》有最小25mm砂浆防火保护层的构造规定。针对以上情况,本文开展了角钢加固钢筋混凝土(ASSRC)梁和柱的耐火极限试验,并进行了ASSRC梁和柱的有限元模拟。主要研究工作如下:分别开展了4根砂浆防火保护层厚度为25mm的ASSRC梁和柱的抗火性能试验,得到了其受火时的燃烧性能、截面温度场分布、耐火极限和破坏模态。同时,ASSRC柱抗火试验中得到了柱顶轴向位移、柱顶转角以及柱中侧向位移随着受火时间变化的关系。ASSRC梁抗火试验中得到了其跨中挠度随着受火时间变化的关系。利用ABAQUS有限元软件建立了ASSRC梁和柱的有限元分析模型,并用试验数据对数值模型进行了验证。在考虑砂浆防火保护层爆裂、灌胶缝缓热作用和环氧树脂胶粘剂高温失效的情况下,分析了:荷载比、承载力提高系数和砂浆防火保护层厚度对ASSRC梁抗火性能的影响;荷载比、偏心率、承载力提高系数和砂浆防火保护层厚度对ASSRC柱抗火性能的影响。在有限元分析的基础上,给出了ASSRC梁和柱的简化计算公式,可通过确定各影响参数的值来估算该类构件的耐火极限,并反推出了要求耐火极限时所需砂浆防火保护层厚度的公式。
【关键词】：角钢加固 钢筋混凝土梁 钢筋混凝土柱 抗火性能
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375;TU352.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 组合构件抗火性能研究现状12-13
• 1.2.1 钢管混凝土柱抗火性能12
• 1.2.2 型钢混凝土柱抗火性能12
• 1.2.3 钢-混凝土组合梁抗火性能12-13
• 1.3 加固构件抗火性能研究现状13-14
• 1.3.1 加固材料高温性能13
• 1.3.2 有机胶加固构件抗火性能13-14
• 1.4 外包角钢加固钢筋混凝土梁、柱研究现状14
• 1.4.1 角钢加固钢筋混凝土柱14
• 1.4.2 角钢加固钢筋混凝土梁14
• 1.5 本文主要研究内容14-15
• 第二章 角钢加固钢筋混凝土柱抗火性能试验研究15-29
• 2.1 前言15
• 2.2 试验概况15-19
• 2.2.1 试件设计15-17
• 2.2.2 升温及加载装置17-18
• 2.2.3 温度及位移测定18-19
• 2.3 试验结果与分析19-27
• 2.3.1 试验现象19-20
• 2.3.2 温度曲线20-21
• 2.3.3 试件变形21-27
• 2.3.4 耐火极限及破坏形态27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 角钢加固钢筋混凝土梁抗火性能试验研究29-45
• 3.1 前言29
• 3.2 试验概况29-34
• 3.2.1 试件设计29-34
• 3.2.2 试验方法34
• 3.2.3 测量内容与数据采集34
• 3.3 试验结果与分析34-43
• 3.3.1 试验现象34-36
• 3.3.2 温度曲线36-39
• 3.3.3 试件变形39-41
• 3.3.4 破坏形态41-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 角钢加固钢筋混凝土柱抗火性能有限元分析45-68
• 4.1 前言45
• 4.2 有限元模型介绍45-50
• 4.2.1 高温下材料性能45-49
• 4.2.2 单元类型49
• 4.2.3 边界条件49-50
• 4.3 模型验证50-58
• 4.3.1 温度场分析54-55
• 4.3.2 热-力耦合分析55-58
• 4.4 角钢加固钢筋混凝土柱抗火性能参数分析58-64
• 4.4.1 荷载比μ59-60
• 4.4.2 偏心率e60-61
• 4.4.3 承载力提高系数β61-63
• 4.4.4 保护层厚度b63-64
• 4.5 角钢加固钢筋混凝土柱耐火极限计算简化公式64-66
• 4.6 本章小结66-68
• 第五章 角钢加固钢筋混凝土梁抗火性能有限元分析68-84
• 5.1 前言68
• 5.2 有限元模型介绍68-73
• 5.2.1 高温下材料性能68-69
• 5.2.2 单元类型69
• 5.2.3 边界条件69-73
• 5.3 模型验证73-77
• 5.3.1 温度场分析73-74
• 5.3.2 热-力耦合分析74-77
• 5.4 角钢加固钢筋混凝土梁抗火性能参数分析77-81
• 5.4.1 荷载比μ77-78
• 5.4.2 保护层厚度b78-79
• 5.4.3 承载力提高系数 β79-81
• 5.5 角钢加固钢筋混凝土梁耐火极限计算简化公式81-83
• 5.6 本章小结83-84
• 第六章 结论与展望84-87
• 6.1 结论84-85
• 6.2 展望85-87
• 图表目录87-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-95
• 作者简历95

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