高溫后型鋼混凝土T形柱力學性能的試驗研究.pdf

1、型鋼混凝土異形柱結構是把鋼骨架埋入鋼筋混凝土中的一種新型結構形式，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，被廣泛的運用于高層建筑中。隨著高層建筑在現(xiàn)代建筑中占據越來越重要的地位，高層建筑的結構安全受到廣泛的關注，各種災害中火災對建筑物的危害尤為嚴重。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程度也要高于普通混凝土柱，為了保護人身安和減少經濟損失，同時也為了給火災救援及后期修復工作提供一定的

2、理論依據，有必要對異形柱火災后的力學性能進行進一步研究。本文主要研究了型鋼混凝土T形柱高溫后的力學性能，主要工作及結論如下：
　　本文設計了11根T形S R C柱，利用自制電加熱爐進行了恒溫條件下的四面受火試驗，對高溫后試件在不同設計變量和加載條件下（水平腹桿間距、含鋼率、加載角、偏心距）進行力學試驗研究，將相關數(shù)據進行了整理與分析，得到如下結論:
　　（1）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?，隨恒溫時間增加

3、，局部呈現(xiàn)淡紅色。柱子背部中間區(qū)段內出現(xiàn)細微裂縫，部分試件表面有粉狀物質析出。各試件相同測點處升溫趨勢基本一致，越靠近T形柱表面的測點溫度升高的越快。恒溫時間3小時的各試件，截面溫度場變化規(guī)律基本一致，理論上可以認為各試件經歷相同高溫時長后的損傷相同。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長增加呈現(xiàn)線性增長規(guī)律。腹桿間距對試件最終的軸向變形量基本沒有影響，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程和破壞形態(tài)與常溫下試件基本相同。偏心受壓構件破壞形態(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)為偏心受壓一側混凝土嚴重剝落，受壓側型鋼屈服外露，另一側出現(xiàn)水平貫通裂縫。常溫下試件在破壞時，柱身裂縫明顯少于經歷過高溫的試件，并且試件也維持了較好的完整性；經歷過高溫的試件在破壞時，柱身都產生了大量的裂縫，且主

5、裂縫較寬，柱身破壞嚴重，變形也更嚴重。
　　（3）常溫下對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的試件較常溫對比試件的強度衰減率分別為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的極限變形量隨偏心