高温后钢筋再生混凝土偏压柱受力性能试验研究及承载力计算

发布时间：2021-01-16 10:57

　　为研究高温后钢筋再生混凝土柱的偏压性能,以历经温度、再生粗骨料取代率和荷载偏心率为变化参数,设计9个钢筋混凝土柱试件（包括8个高温后试件和1个常温试件）进行静力单调加载试验,观察其表观变化和破坏形态,获取了荷载-变形曲线及截面应变,分析各变化参数对混凝土极限压应变、峰值荷载、抗弯刚度和位移延性系数的影响规律。采用ABAQUS有限元分析软件对截面温度场进行模拟,并基于模拟和试验结果对钢筋再生混凝土偏压柱的计算方法进行了研究。研究结果表明:随温度升高或偏心率增大,钢筋再生混凝土柱破坏形态表现为从大偏压向小偏压转变;混凝土极限压应变与历经温度、取代率以及偏心率呈正相关;峰值荷载和抗弯刚度随温度升高或偏心率增大而降低,在600℃时出现陡降,其中抗弯刚度衰减相对更快,而取代率影响相对较小;普通混凝土柱延性更好,而再生混凝土柱在600℃时延性最优,且偏心率越大延性越好;随截面深度增加,截面温度场呈指数函数递减,且取代率增大会加快衰减;最后,综合有限元模拟结果和试验结果提出了偏压柱承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。 

【文章来源】：建筑结构学报. 2020,41(12)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

试件尺寸及配筋

升温装置采用型号为RX3-45-9的箱式工业电阻炉,炉内尺寸为1 200 mm×600 mm×400 mm,如图2a所示。偏压柱试件四面受火,升温速率介于6～10 ℃/min之间,到达目标温度后保持1 h恒温,随后打开炉门在炉内降温,升温曲线见图2b。钢筋加热及冷却方式与偏压柱一致,高温后14钢筋力学性能根据规范[20]进行测试,结果见表3。高温后的试件采用电液伺服液压试验机(YE-10000F)进行加载,荷载由布置在试件上下端头的滚轴支座传递。试件的侧向挠度和纵向位移分别通过在试件的1/4、1/2、3/4高度处和下端平台布置百分表量测,在跨中处粘贴混凝土应变片以获取混凝土极限压应变,加载装置及测点布置具体见图3。试验中采用位移控制加载,每级位移增量为1 mm,加载速率为0.5 mm/min。

表3 高温后钢筋力学性能Table 3 Mechanical behavior of reinforced bar afterexposure to high temperature Tmax/℃ 屈服强度fy/MPa 抗拉强度fu/MPa 弹性模量Es/MPa 20 388.18 587.92 2.30×105 400 417.86 620.98 2.11×105 600 371.43 557.14 2.10×105 800 336.61 551.34 2.03×1052 试验结果及其分析

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2980703