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震损圆钢管混凝土柱耐火性能试验研究

罗婷  
【摘要】:次生火灾是一种常见的震后灾害,对工程结构安全存在较大的威胁。虽然带常规防火涂料层的圆钢管混凝土结构通常具有良好的耐火性能,但震损后圆钢管混凝土结构的耐火性能明显劣化。因此,本文基于大尺寸圆钢管混凝土双柱试件,采用拟静力试验和明火试验等研究方法,对震损圆钢管混凝土柱耐火性能进行了初步的探究。本文研究工作的主要结论包括:1、开展了6个带防火涂料层的圆钢管混凝土双柱试件的拟静力试验,揭示了最大层间位移角、轴压比、防火涂料厚度和钢丝网加固防火涂料层等变量对双柱试件柱端防火涂料层的影响。通过对试验后双柱试件柱端防火涂料层开裂和脱落情况的整理分析,阐述了裂缝和剥落的发展规律,初步建立了震损圆钢管混凝土双柱柱端防火涂料层的剥落模型。研究表明:(1)防火涂料层增厚,裂缝和剥落数量增多且裂缝最大宽度和剥落最大长度均增加,试件震损越加严重;(2)采用钢丝网加固防火涂料层,裂缝发展速率变慢,且宽度变大,剥落最大长度变小;(3)拟静力试验结束后,原位状态下卸载再加载过程对试件震损伤较严重方向的位移有较明显影响。2、开展了6个震损圆钢管混凝土双柱试件和1个未震损试件的明火试验,分析了震损试件柱端截面温度场的特点,揭示了最大层间位移角、轴压比、防火涂料厚度和钢丝网加固等变量对震损圆钢管混凝土双柱试件耐火性能的影响规律。研究表明:(1)受损较为严重的试件,震损试件端部防火涂料的开裂与脱落会加剧热量向塑性铰的传导,震损圆钢管混凝土双柱试件在高温下,受压破坏区域从柱中附近转移至柱端塑性铰区域;(2)随着最大层间位移角和轴压比增大,震损试件耐火极限显著降低,最大轴向变形明显下降;(3)增加涂料厚度反使震损试件耐火极限减小26.8%,最大轴向变形量明显降低1倍;(4)钢丝网丝加固防火涂料层明显提高了试件耐火极限151.9%,延长了柱内核心混凝土的高温膨胀时间,进而轴向变形量增长了近1倍。


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