火灾作用下无腹筋钢筋混凝土简支梁抗剪性能试验研究

发布时间：2020-07-05 05:54

【摘要】：火灾是当今发生频率较高的灾害之一,火灾高温会严重降低钢筋混凝土结构材料的性能从而威胁钢筋混凝土结构的承载安全,加强受火灾高温作用的钢筋混凝土结构承载性能的研究具有重要的理论和现实意义。本文以钢筋混凝土简支梁斜截面承载性能为研究对象,借助大型火灾模拟试验系统,对足尺无腹筋钢筋混凝土简支梁试件进行了火灾升温与恒载耦合作用试验研究。试验梁的设计考虑了剪跨比、热力耦合作用的荷载比、纵筋配筋率等参数影响。基于试验,观察分析了试验梁升降温过程的实测温度场分布规律、试验梁挠度变形、耐火极限以及破坏特征。并采用ABAQUS大型有限元分析软件对试验梁进行了模拟分析。主要研究成果如下:(1)试验结果表明,试件内部温度与受火面距离有关,距离受火面越近温度越高。在受火升温初期,试件内部测点出现明显的温度梯度,表明混凝土具有一定的热惰性。(2)试验结果表明,升温过程中,无腹筋简支梁的荷载比对试验梁内部测点的温度变化规律影响不大,剪跨比对于无腹筋简支梁的温度变化规律没有影响。(3)试验结果表明,试件荷载比越大,受火灾作用下的变形越快。当荷载比超过0.5时,荷载对无腹筋简支梁热力耦合作用下的挠度变形影响更大,试件的耐火能力明显衰退。(4)由实测挠度变形曲线可见,无腹筋钢筋混凝土简支梁在热力耦合作用下接近耐火极限时的变形会突然增大,发生明显斜截面剪切破坏现象更具突然性。(5)试验结果表明,无腹筋钢筋混凝土简支梁在小于常温极限荷载的作用下,随着高温作用的影响将会发生剪切破坏,即高温作用将明显影响钢筋混凝土简支梁的抗剪承载能力。(6)试验结果表明,剪跨比的不同对无腹筋梁的耐火极限影响较大,剪跨比越大,其耐火极限越短。当剪跨比超过3时,其耐火极限降低的程度更为明显。(7)试验结果表明,纵筋配筋率是影响无腹筋简支梁耐火极限的重要因素,纵筋配筋率越小,简支梁耐火极限越短,试件热力耦合作用下的抗剪能力越低。(8)通过ABAQUS有限元模拟软件对试件温度场、热力耦合作用下的位移变化进行分析,分析结果与试验结果进行了比较,吻合尚好。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.1
【图文】：

（c）万鑫酒店火灾 （d）英国伦敦大火图 1.1 火灾现场图片1.2 钢筋混凝土结构抗火研究的背景及意义火灾对于人类自身的安全以及社会财富造成了巨大的损失，而位于密集人群的城市建筑所发生的火灾则更为频繁，损失更加难以计算。在当前的结构工程中，钢筋混凝土结构占有主要份额，在火灾高温作用下，混凝土与钢筋的材料力学性能严重退化，剧烈的内力重分布产生，承载能力明显削弱，甚至危及结构安全[1-6]，因此，钢筋混凝土结构的耐火性能已日趋成为国内外结构工程和防灾减灾领域研究的热点。截止到目前为止，世界上各个国家在火灾问题的关注和研究上都非常重视，通过大量的软件分析和试验研究，取得了广泛的成果。我国对于钢筋混凝土结构受到高温火灾作用下的研究时间尚短，无论是从理论分析方面还是从试验研究方面都存在许多的不足与缺陷。在火灾高温作用下，钢筋混凝土结构的强度随着温度的升高而发生明显下降的

芭浣钔迹?）CWZJL5-W、ZJL7-W 截面尺寸及配筋图图 3.1 钢筋混凝土梁截面尺寸及配筋图3.2.2 试件制作本试验的试件编号采用如下格式表示：对于直接加载的钢筋混凝土简支梁试件，火灾作用下耐火极限试验用字“ZJL”表示。常温对比试件统一在相应类别试件编号前加“CW” 。 此 次 试 验 共 制 作 12 根 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 ， 梁 长 4m ， 矩 形 截 面 为b×h=250mm×400mm。对于此次无腹筋梁，梁顶部为 2 根直径为 16mm 通长钢筋。试验均采取强度等级为 HRB400 的钢筋，C30 等级强度商品混凝土。（a）混凝土热电偶试块 （b）混凝土热电偶试块

【参考文献】

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1 丁发兴;姚飞;李U

本文编号：2742188