火灾下(后)两跨混凝土楼盖力学性能研究

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目前,国内外学者对混凝土简支板和连续板火灾下(后)力学性能进行了大量研究,然而多集中于简支边界条件,对于楼盖方面研究相对较少,特别是在火灾下(后)梁和板相互作用方面。实际结构中受火楼盖周边梁易发生变形,使梁对板的约束作用减弱,从而降低楼盖火灾下(后)极限承载力。基于此,本文开展了两跨混凝土楼盖火灾下(后)力学性能试验、数值模拟和理论分析研究,具体得出以下结论:(1)开展了3块两跨混凝土楼盖火灾试验研究,分析了板配筋率、配筋方式以及中间梁受火对楼盖温度分布、裂缝、平面内(外)变形和破坏模式等影响规律;在此基础上,采用ABAQUS分析软件,对试验楼盖温度、变形、内力和等效塑性应变等行为进行数值分析,并与试验结果进行了对比分析。研究表明:楼盖板顶裂缝集中于板角、中间梁上部和板边负弯矩区域,板底裂缝集中于板周边非受火区域,且板底受火区域灾后脱落较为严重;周边梁出现较多弯扭裂缝;板和中间梁变形趋势和数值基本一致,配筋率和配筋方式对变形趋势和最大变形值影响较小,原因在于中间梁直接受火,且抗弯刚度严重降低,未能发挥竖向约束作用。数值表明:对于EC2模型,升温阶段模型计算结果与试验结果吻合较好,降温阶段模型倾向于高估楼盖变形恢复能力。(2)开展了三块灾后和两块常温混凝土楼盖力学性能试验研究,获得了灾后楼盖裂缝、变形、混凝土和钢筋应变以及灾后破坏模式等变化规律。研究表明:灾后楼盖易发生板破坏,常温楼盖易发生梁板破坏,原因在于不同的承载机制;具体地,对于常温楼盖,以梁弯曲承载为主;对于灾后楼盖,以板弯曲承载为主。除了弯曲破坏模式,灾后楼盖中板易发生冲切破坏。(3)结合塑性铰线理论,考虑梁的扭转变形和竖向变形对楼盖承载力的影响,建立了混凝土楼盖承载力计算方法。研究表明:传统简支板和固支板塑性铰线理论,倾向于低估或高估楼盖承载力,主要原因在于未能合理的考虑四周梁约束和变形对其承载力的影响;本文方法考虑梁扭转变形和竖向变形的影响,所得极限承载力计算结果较为合理。该论文有图73幅,表21个,参考文献99篇。
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