帶約束預(yù)制空心板整澆樓面火災(zāi)性能及災(zāi)后修復(fù)研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板（以下簡稱預(yù)制空心板）在我國應(yīng)用廣泛，單塊簡支預(yù)制空心板的火災(zāi)性能研究已有報道，但建筑工程中多以帶約束的預(yù)制空心板整澆樓面為主。本文為了模擬實際工程中預(yù)制空心板受到的約束，通過在四周設(shè)置現(xiàn)澆邊梁實現(xiàn)對預(yù)制空心板整澆樓面的負彎矩轉(zhuǎn)動約束，將邊梁擱置在水平爐爐壁上實現(xiàn)對其豎向位移的約束;澆筑50mm厚的整澆層，整澆層中配置雙向鋼筋網(wǎng)，通過整澆層和邊梁的約束作用使4塊預(yù)制空心板相互協(xié)調(diào)，共同受力。
　　為研究帶約束預(yù)制

2、空心板整澆樓面的耐火極限、受火后性能及受火后加固修復(fù)方法，本文共澆筑8塊帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件，每個試件由4塊預(yù)制空心板、約束邊梁和整澆層構(gòu)成。分別進行了常溫靜載試驗、耐火極限試驗、火災(zāi)后承載力試驗和受火自然冷卻后加固試驗，并進行了理論計算和有限元模擬，以期為帶約束預(yù)制空心板整澆樓面的抗火性能及火災(zāi)后鑒定評估提供依據(jù)，具體內(nèi)容如下:
　　(1)對1塊帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件進行了常溫靜載試驗，研究了均勻加載下整澆樓面試件

3、的開裂荷載、極限荷載、裂縫發(fā)展、截面應(yīng)變、破壞形態(tài)等。研究表明:由于邊梁和整澆層的貢獻，帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的極限承載力遠大于4塊預(yù)制空心板單塊極限承載力之和。靜載試驗結(jié)果為火災(zāi)性能試驗研究中的持荷水平提供依據(jù)。
　　(2)基于塑性鉸線理論計算了帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的抗彎承載力，同時運用ABAQUS軟件對其進行了非線性分析。理論計算結(jié)果和有限元結(jié)果均與試驗結(jié)果吻合良好。
　　(3)持荷-升溫條件下，對3塊持荷

4、比分別為0.3、0.5、0.7的帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件進行了耐火極限試驗，對比研究了截面溫度場分布、破壞特征和耐火性能。結(jié)果表明，帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的耐火極限隨著持荷比的增加而減小。
　　(4)運用ABAQUS軟件對帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件截面溫度場進行了模擬分析，模擬結(jié)果與實測結(jié)果基本吻合。在持荷-升溫條件下，對整澆樓面試件進行了熱-力耦合有限元模擬，試件的受火時間-跨中撓度曲線、耐火極限等模擬結(jié)果與試驗結(jié)果

5、基本一致?；谟邢拊獙Τ趾杀葹?.2～0.9的帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的耐火極限進行數(shù)值模擬和回歸分析，得到不同持荷比下耐火極限變化規(guī)律和計算公式。
　　(5)在持荷（持荷比0.3）升溫條件下，對3塊帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件分別在受火30min、60min、90min自然冷卻后進行常溫靜載試驗，對比研究了升降溫全過程試件截面溫度場、殘余承載力和彎曲變形等內(nèi)容。研究表明:隨受火時間增加，帶約束預(yù)制空心板整澆樓面的殘余撓度逐漸

6、增大，殘余承載力和初始抗彎剛度呈拋物線下降。通過回歸得到了帶約束預(yù)制空心板整澆樓面殘余承載力及初始抗彎剛度隨受火時間的簡化計算公式。
　　(6)運用ABAQUS軟件模擬了帶約束預(yù)制空心板整澆樓面升降溫過程截面溫度場及不同受火時間后的抗彎性能。研究表明:試件降溫過程中呈現(xiàn)出與升溫過程完全不同的溫度場變化規(guī)律;有限元分析可較好地模擬不同受火時間自然冷卻后整澆樓面殘余承載力退化規(guī)律和荷載-位移曲線。
　　(7)進行了1塊受火60m