论文部分内容阅读
火灾是当今发生频率较高的灾害之一,火灾高温会严重降低钢筋混凝土结构材料的性能从而威胁钢筋混凝土结构的承载安全,加强受火灾高温作用的钢筋混凝土结构承载性能的研究具有重要的理论和现实意义。本文以钢筋混凝土简支梁斜截面承载性能为研究对象,借助大型火灾模拟试验系统,对足尺无腹筋钢筋混凝土简支梁试件进行了火灾升温与恒载耦合作用试验研究。试验梁的设计考虑了剪跨比、热力耦合作用的荷载比、纵筋配筋率等参数影响。基于试验,观察分析了试验梁升降温过程的实测温度场分布规律、试验梁挠度变形、耐火极限以及破坏特征。并采用ABAQUS大型有限元分析软件对试验梁进行了模拟分析。主要研究成果如下:(1)试验结果表明,试件内部温度与受火面距离有关,距离受火面越近温度越高。在受火升温初期,试件内部测点出现明显的温度梯度,表明混凝土具有一定的热惰性。(2)试验结果表明,升温过程中,无腹筋简支梁的荷载比对试验梁内部测点的温度变化规律影响不大,剪跨比对于无腹筋简支梁的温度变化规律没有影响。(3)试验结果表明,试件荷载比越大,受火灾作用下的变形越快。当荷载比超过0.5时,荷载对无腹筋简支梁热力耦合作用下的挠度变形影响更大,试件的耐火能力明显衰退。(4)由实测挠度变形曲线可见,无腹筋钢筋混凝土简支梁在热力耦合作用下接近耐火极限时的变形会突然增大,发生明显斜截面剪切破坏现象更具突然性。(5)试验结果表明,无腹筋钢筋混凝土简支梁在小于常温极限荷载的作用下,随着高温作用的影响将会发生剪切破坏,即高温作用将明显影响钢筋混凝土简支梁的抗剪承载能力。(6)试验结果表明,剪跨比的不同对无腹筋梁的耐火极限影响较大,剪跨比越大,其耐火极限越短。当剪跨比超过3时,其耐火极限降低的程度更为明显。(7)试验结果表明,纵筋配筋率是影响无腹筋简支梁耐火极限的重要因素,纵筋配筋率越小,简支梁耐火极限越短,试件热力耦合作用下的抗剪能力越低。(8)通过ABAQUS有限元模拟软件对试件温度场、热力耦合作用下的位移变化进行分析,分析结果与试验结果进行了比较,吻合尚好。