不同含水率下钢筋混凝土柱的抗火性能研究

通过对具有不同养护周期的3根足尺普通混凝土柱及3根足尺高强混凝土柱进行恒载-升温条件下的火灾试验,分析含水率对混凝土柱火灾下爆裂程度的影响,研究混凝土柱在受火过程中沿截面混凝土的温度分布、钢筋温度变化、轴向变形及破坏模式,并对比不同含水率下钢筋混凝土柱的耐火极限。结果表明:火灾下,含水率对混凝土柱爆裂程度影响显著,含水率越高,混凝土爆裂越严重;随着养护周期增长,钢筋混凝土柱含水率降低,耐火极限提高;相同受火工况下,高强混凝土柱爆裂程度比普通混凝土更严重,普通混凝土柱的抗火性能优于高强混凝土柱。     

足尺大型四边固支钢筋混凝土双向板火灾试验设计与其在异常狭小空间下的安装

介绍两块足尺大型四边固支钢筋混凝土双向板火灾试验的设计及其在异常狭小空间下的安装。首先,阐述材料选用、保护层厚度的确定、试件尺寸的确定,在不同荷载工况下板的截面内力计算与配筋,用ANSYS对四点支承带悬臂板的内力进行分析;其次,重点阐述大型试件在异常狭窄空间和桥式吊车吨位严重不足情况下的详细吊装过程;最后,介绍板四边固支条件的实现方法。结果表明:在设计试件时应考虑不同荷载工况;ANSYS计算结果显示,四点支承带悬臂板的内力主要集中在四个支点及其连线上;大型试件的设计应综合考虑场地空间和设备的吊装能力,在地面平面不足时可考虑先通过竖向的抬升,利用其抬升处高度较大的平面进行安装。     

整体结构中钢筋混凝土双向板火灾试验研究

利用自行研制的火灾试验炉,对足尺整体结构中钢筋混凝土双向板在火灾作用下的性能进行试验研究。介绍了整体结构足尺模型与火灾试验炉的设计、试验方案以及观测内容和方法,描述了试验现象及板的破坏特征,研究了双向板在受火过程中沿板厚的温度场分布规律以及板平面外和平面内的变形。结果表明：火灾作用下,沿板厚存在非线性温度场及较大的温度梯度;整体结构中相邻未受火构件的约束对受火双向板的火灾行为影响显著;主裂缝出现在受火板板顶靠近内板边的1/4跨度处（板顶负弯矩钢筋截断处）,由于结构连续性及相邻构件间的互相约束,与受火板相邻的未受火板顶也出现了规则裂缝;受火板顶主裂缝的形成和发展引起板内弯矩重分布,导致最大平面外位移最终发生在距板中心不远,偏向于内板边的位置;整体结构中钢筋混凝土双向板具有较好的抗火性能。     

钢框架边跨梁抗火性能试验研究和理论分析

对3层钢框架结构边跨梁在火灾作用下的性能进行足尺试验研究,试验中测量了炉温、钢梁和混凝土板沿截面高度的温度场分布以及钢梁和混凝土板的竖向位移。结果表明：钢梁下翼缘、腹板和烟气的温度基本一致;混凝土板内的温度滞后于钢梁温度,且在钢梁降温阶段,混凝土板温度持续升高,因此混凝土板限制了钢梁升温阶段的膨胀和降温阶段的收缩;钢梁在122 min的升温过程中变形较小,且在升温阶段变形就开始恢复,最终出现向上的竖向位移,这是框架结构中钢梁火灾行为区别于单个构件火灾行为的特点之一,表明框架结构中与混凝土楼板形成整体的边跨梁具有较强的抗火性能;最后钢梁上下翼缘焊缝被拉裂破坏,因此在工程应用中应尽量避免工地现场施焊的全焊接节点。利用非线性有限元软件对试验梁进行了火灾反应分析,得出了试验梁的温度场分布和位移反应的变化规律。有限元分析结果和试验结果基本一致,验证了有限元分析模型的正确性和可行性。     

单跨组合梁火灾变形性能研究

为研究整体结构中组合梁在火灾中的的变形性能,采用试验方法对2个组合梁进行研究,考虑组合梁在整体结构中所处位置的不同2种工况.试验中量测了炉温、组合梁沿截面高度不同测点的温度、组合梁的竖向变形.结果表明：在火灾试验过程中,组合梁同一截面存在较大的温度梯度,产生温度应力,而相邻构件的约束使得组合梁不能自由变形,以致组合梁的...     

表面含水率对RC柱爆裂程度及耐火极限的影响研究

通过3根轴心受压混凝土柱和3根偏心受压混凝土柱的足尺火灾试验,研究了不同表面含水率下,爆裂程度对钢筋混凝土柱破坏模式、竖向位移及耐火极限的影响,对比分析了不同受压方式下钢筋混凝土柱火灾行为的异同。结果表明:随养护周期增长,混凝土表面含水率下降,爆裂程度减轻,钢筋混凝土柱耐火极限显著提高;火灾作用下,偏心受压柱试验后期产生突变的下降位移,相同条件下,偏心受压柱的耐火极限低于轴心受压柱的耐火极限;养护周期较短时,混凝土爆裂程度对柱耐火极限有较大影响,随着养护时间增长,受压方式对柱耐火极限的影响更加显著。     

无防火保护钢柱抗火性能的研究

为研究H型截面钢柱在火灾中的行为,自行研制了柱火灾试验炉,对6个试件进行试验研究,考虑轴压比和柱端约束的不同.试验中测得了柱炉内烟气温度、钢柱截面温度、钢柱侧移、钢柱轴向变形和限制轴向变形后产生的附加轴压力.试验结果表明:裸露钢柱四面受火时,同一截面温度基本相同;钢柱高度相同时,各工况下轴向变形相差不大,增大柱端约束,...     

整体结构中两跨钢梁火灾变形性能的试验研究

为研究整体结构中钢梁的抗火性能,利用自行研制的试验炉和相关测试装置,对三层三跨足尺钢框架楼中三层顶一两跨连续梁进行受火试验研究,试验中钢梁受火,钢柱和节点不受火。试验量测了炉体内烟气温度、钢梁和混凝土楼板四等分点处截面沿厚度不同点的温度场、位于炉体外钢梁接点温度、钢梁和楼板四等分点处的竖向变形。结果表明:未进行防火保护的钢梁温度与烟气温度基本一致;升温阶段混凝土板温度滞后于钢梁的温度,停止升温后钢梁温度迅速降低,混凝土板温度仍会升高直至两者温度趋于一致。在整个试验过程中,沿混凝土板截面高度存在较大温度梯度;整体结构中未进行防火保护的钢梁具有很好的变形性能,可以考虑减少防火保护;不同位置的构件由于受到相临构件的约束程度不同,在火灾中的变形性能不同,在抗火设计时应进行区别对待;钢柱虽不受火,在整个试验过程中产生轴向膨胀。     

钢框架结构中钢筋混凝土双向板火灾试验研究

利用自行研制的火灾试验炉,进行了足尺三层钢框架结构中钢筋混凝土双向板在恒载-升温工况下的火灾试验。介绍了钢框架足尺模型与火灾试验炉的设计以及试验观测内容和方法。描述和分析了试验中板的裂缝开展及破坏特征。研究了双向板在受火过程中沿板厚混凝土的温度分布、钢筋的温度变化以及板的平面外和平面内的变形。结果表明:火灾作用下,沿板厚存在非线性温度场及较大的温度梯度;在荷载和温度的耦合作用下,受火板顶沿板边出现密集裂缝,最终形成圆形塑性铰线,由于结构连续性及构件间的相互作用,与受火板相邻的未受火楼板板顶也出现了规则裂缝;火灾中受火板的平面外变形基本对称,最大平面外位移发生在板中心;周边相邻未受火构件对受火板有较强的侧向约束作用,导致板边未产生向外膨胀的平面内位移,而是随板挠度的增长一直向内收缩;整体结构中钢筋混凝土双向板具有较好的抗火性能。