高溫后型鋼混凝土T形柱力學(xué)性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、型鋼混凝土異形柱結(jié)構(gòu)是把鋼骨架埋入鋼筋混凝土中的一種新型結(jié)構(gòu)形式，因其具有良好的布置靈活性和優(yōu)于普通混凝土柱的承載力及抗震性能，被廣泛的運(yùn)用于高層建筑中。隨著高層建筑在現(xiàn)代建筑中占據(jù)越來(lái)越重要的地位，高層建筑的結(jié)構(gòu)安全受到廣泛的關(guān)注，各種災(zāi)害中火災(zāi)對(duì)建筑物的危害尤為嚴(yán)重。由于型鋼柱的含鋼率較高、受火面積大，因此高溫下其承載力損失程度和危險(xiǎn)程度也要高于普通混凝土柱，為了保護(hù)人身安和減少經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也為了給火災(zāi)救援及后期修復(fù)工作提供一定的

2、理論依據(jù)，有必要對(duì)異形柱火災(zāi)后的力學(xué)性能進(jìn)行進(jìn)一步研究。本文主要研究了型鋼混凝土T形柱高溫后的力學(xué)性能，主要工作及結(jié)論如下：
　　本文設(shè)計(jì)了11根T形S R C柱，利用自制電加熱爐進(jìn)行了恒溫條件下的四面受火試驗(yàn)，對(duì)高溫后試件在不同設(shè)計(jì)變量和加載條件下（水平腹桿間距、含鋼率、加載角、偏心距）進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)研究，將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理與分析，得到如下結(jié)論:
　?。?）高溫作用后，異形柱受高溫區(qū)混凝土表面顏色變?yōu)榛野咨S恒溫時(shí)間增加

3、，局部呈現(xiàn)淡紅色。柱子背部中間區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)細(xì)微裂縫，部分試件表面有粉狀物質(zhì)析出。各試件相同測(cè)點(diǎn)處升溫趨勢(shì)基本一致，越靠近T形柱表面的測(cè)點(diǎn)溫度升高的越快。恒溫時(shí)間3小時(shí)的各試件，截面溫度場(chǎng)變化規(guī)律基本一致，理論上可以認(rèn)為各試件經(jīng)歷相同高溫時(shí)長(zhǎng)后的損傷相同。600℃下恒溫1h、2h和3h后，試件自由膨脹率分別為0.47％、0.67%和0.75%，各試件軸向變形量隨恒溫時(shí)長(zhǎng)增加呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)規(guī)律。腹桿間距對(duì)試件最終的軸向變形量基本沒(méi)有影響，試件最

4、終的軸向變形量隨含鋼量增加而減小。
　?。?）高溫后軸心受壓T形柱在荷載作用下的破壞過(guò)程和破壞形態(tài)與常溫下試件基本相同。偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)與軸壓試件類似，但偏心受壓試件初裂荷載和剝落荷載均有大幅度提前，最終的破壞形態(tài)表現(xiàn)為偏心受壓一側(cè)混凝土嚴(yán)重剝落，受壓側(cè)型鋼屈服外露，另一側(cè)出現(xiàn)水平貫通裂縫。常溫下試件在破壞時(shí)，柱身裂縫明顯少于經(jīng)歷過(guò)高溫的試件，并且試件也維持了較好的完整性；經(jīng)歷過(guò)高溫的試件在破壞時(shí)，柱身都產(chǎn)生了大量的裂縫，且主

5、裂縫較寬，柱身破壞嚴(yán)重，變形也更嚴(yán)重。
　?。?）常溫下對(duì)比試件軸向剛度要明顯大于受高溫后的試件。受高溫后的試件在相同荷載下的軸向變形明顯大于常溫下對(duì)比試件，剛度退化速度也更快。恒溫60min、120min和180min的試件較常溫對(duì)比試件的強(qiáng)度衰減率分別為16.1%、19.3%和24.8%；沿X軸加載，加載偏心距分別為40mm和80mm試件強(qiáng)度較軸心加載的試件分別降低了9%和14.1%；偏心受壓試件在最終破壞時(shí)的極限變形量隨偏心