【摘 要】
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钢筋混凝土楼板作为主要承重构件之一,高温会使结构发生损伤,并影响其正常使用功能。目前,对于火灾后建筑物结构或构件的损伤评定[1],只停留在损伤位置的确定,还无法对其进行定量分析,如何把损伤量化,是我们科研人员一直以来需要攻克的难题,也是本文研究的重要课题。本文主要对4块钢筋混凝土板进行动力试验（动载）和高温后的承载力试验（静载）。通过损伤深度、频率折减、刚度折减、荷载-挠度等方面,对高温后结构或构
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钢筋混凝土楼板作为主要承重构件之一,高温会使结构发生损伤,并影响其正常使用功能。目前,对于火灾后建筑物结构或构件的损伤评定[1],只停留在损伤位置的确定,还无法对其进行定量分析,如何把损伤量化,是我们科研人员一直以来需要攻克的难题,也是本文研究的重要课题。本文主要对4块钢筋混凝土板进行动力试验（动载）和高温后的承载力试验（静载）。通过损伤深度、频率折减、刚度折减、荷载-挠度等方面,对高温后结构或构件的损伤进行评定。通过温度场参数建立钢筋和混凝土的增量型本构模型,来探究高温后钢筋凝土楼板抗弯刚度的折减;通过动载试验的频率变化,以及静载试验的荷载挠度关系,对高温前后楼板的中性轴和刚度进行分析,从材料力学性能和动力特性两个方面对高温后建筑物结构或构件的损伤进行评定。本文主要研究工作及成果如下:（1）查阅国内外高温前后钢筋混凝土板的相关研究,确定本文的研究内容、研究方向和研究方法。根据实验室条件和《混凝土结构设计规范》要求,设计4块钢筋混凝土双向板,进行高温前后钢筋混凝土楼板的试验研究。（2）4块钢筋混凝土双向板进行高温下恒载试验和动力试验,通过Agilent34980A软件对实验炉内温度和B1～B4楼板内温度进行采集,并对温度场进行分析,得出达到轻度损伤和重度损伤的受火时间和损伤深度;通过DH3816N采集B1～B4楼板在不同温度下的频率,并利用高温下楼板的频率方程,对一阶、二阶频率进行分析,得出轻度损伤深度;通过对楼板的一阶、二阶振型进行分析,发现高温前后楼板振型基本保持一致,高温不会对其振型产生影响,这也证明了沿板厚方向温度场的假设具有一定的可靠性。（3）高温后4块钢筋混凝土楼板进行承载力试验（不同支撑方式）,通过跨中应变,分析沿楼板长、短边方向的中性轴变化情况,以及不同支撑形式下的中性轴变化规律,与温度场分析的中性轴变化规律进行对比,发现温度对中性轴影响不大,承载力对中性轴影响很大,呈非线性增长。（4）通过温度场、频率对弹性模量和刚度进行分析。发现高温下弹性模量折减与配筋率和板厚有关,配筋率越高折减越高,板越厚折减越高;通过温度场分析,发现高温下B1～B4楼板的弹性模量折减率在47.88%～51.46%之间;通过二阶频率分析,发现高温下弹性模量折减率在44.46%～53.09%之间,与温度场得出的弹性模量误差在1.30%～5.87%之间,也进一步验证了温度场函数的可靠性;高温下楼板的刚度折减率在77.44%～82.32%之间,说明高温下刚度折减与配筋率和板厚有关,配筋率越高折减越高,板越厚折减越低;通过荷载挠度曲线对刚度进行分析,发现支撑方式、板厚和配筋率对刚度有影响。尤其是在板厚相同的情况下,四边简支刚度变化速度是四点支撑的7倍,证明了支撑方式是影响抗弯刚度的主要因素。（5）高温后钢筋混凝土结构或构件进行非线性分析,在参考材料高温性能,以及相关力学特性的基础上,进行弹塑性分析,并建立钢筋和混凝土的增量型本构关系模型,进行非线性方程组求解和动力学求解,得出频率与振型,与实际相比,发现两者基本吻合,证明了非线性分析具有一定的可靠性。
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