受火后高强混凝土剪力墙抗震性能的试验研究

发布时间：2020-08-07 01:31

【摘要】：高强混凝土剪力墙具有优异的力学性能和耐久性能,在高层建筑中广泛应用。由于高温下高强混凝土易发生爆裂,混凝土爆裂后钢筋暴露在明火中易受热软化并被压屈等原因,使得火灾后高强混凝土剪力墙的承载性能损伤较为严重。目前有关火灾后高强混凝土剪力墙抗震性能方面的研究成果相对较少,为此本文设计制作了12榀高强混凝土剪力墙进行试验研究和计算分析,主要工作如下:1、对10榀高强混凝土剪力墙进行标准火灾下高温明火试验考察受火方式、受火时间和表面粉刷层对其高温下性能的影响,结果表明:(1)混凝土强度越高,越容易发生爆裂。所有混凝土强度为C55的试件未发生爆裂,C65试件发生不同程度爆裂。(2)表面带水泥砂浆粉刷层的试件在高温下爆裂更严重。(3)未持荷的单面受火高强混凝土剪力墙高温下会朝背火面发生明显面外挠屈变形,最大平面外变形可达1/22。2、将2榀未受火试件与8榀未发生明显爆裂的试件进行低周往复试验,考察受火时间、受火方式、轴压比、高宽比、暗支撑的设置以及混凝土强度等级对受火后高强混凝土剪力墙抗震性能的影响情况。结果表明:(1)单面受火120min后,剪力墙的初始刚度、耗能能力分别降低了19.9%、40.4%;相比单面受火试件,四面受火试件的峰值荷载、初始刚度和耗能能力分别降低了16.9%、24.2%、37.4%。(2)单面受火120min后,轴压比从0.15增大0.2、0.25可使剪力墙的延性和耗能能力分别下降34.3%~44.1%、20.2%~59.6%;高宽比从2.31减小到1.81、1.31使得承载能力增大28.9%、46.1%,延性降低了35.2%~36.8%。(3)与未受火试件相比,加设X形暗支撑可使剪力墙总耗能提高44.6%。3、对2榀爆裂较严重的高强混凝土剪力墙进行轴心受压试验得出极限承载能力分别为6009.9kN和5271.2kN,承载能力分别降低9.6%、20.7%。4、利用ABAQUS有限元软件建立了高强混凝土剪力墙高温下温度场和高温后单向推覆的有限元模型,考虑了高温爆裂对温度场的影响,并用试验结果验证了模型的合理性。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.2;TU352.11
【图文】：

钢筋图,钢筋

11（d）试件 Q5 的尺寸和配筋情况图 2.1 试件设计图2.2.3 材料性能（1）混凝土本次试验使用了两种混凝土强度，采用厦门市智欣建材有限公司的商品混凝土，两种强度的混凝土配合比见下表 2.2。按照《混凝土结构试验方法标准》(GB/T50152-2012)[41]的规定，试件浇筑的同时共制作三组立方体试块，尺寸为150mm×150mm×150mm，每组有 6 个试块。浇筑养护 28 天、拟静力试验时分别测定试块强度，所测得立方体混凝土试块强度见下表 2.3。表 2.2 混凝土配合比混凝土等级水泥每 m3材料用量/kg水胶比砂率水泥水砂子石子粉煤灰矿粉减水?

试件制作,试件

试验所用钢筋在钢筋加工厂完成所有下料。在正式购买钢筋厂取符合试验需用钢筋的样品来学校实验室进行拉伸试验，若验要求时再购买。试件的浇筑分为两批，第一批浇筑混凝土强度试件，共 8 个；第二批浇筑 C65 等级的混凝土试件，共 4 个。试方便浇筑将试件侧立在平地上。为避免浇筑过程试件发生扭曲，浇试件压梁、墙身、地梁中轴线是否一致，调整好后再进行混凝土浇筋绑扎和浇筑过程见下图 2.3。（a）第一批钢筋绑扎（b）第二批钢筋绑扎（c）第一批试件浇筑

高温试验,位移计

2.5 高温试验位移计布置高温爆裂的重要因素。为明确混凝土进行高温试定了两种混凝土强度等级的含水率，每种混凝土土立方体试块进行加载时，对两种等级混凝土分继续敲碎成碎石状，然后称量试块质量，做好记中，15 天后取出再次称量恒温之后的混凝土试块下图 2.6，测量结果如表 2.5，其中有一个 C55 试要求，未列入表中。

【参考文献】