不同受火方式后钢筋混凝土柱抗震性能的试验研究

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现有的受火后钢筋混凝土柱抗震性能的研究成果均是针对四面受火后情况开展。结构中的混凝土柱受填充墙的影响,在火灾发生时,实际可能受到四面受火、三面受火、邻面受火和单面受火等不同的受火方式。不同的受火方式后混凝土柱横截面最高过火温度场的分布特点不一样,从而对混凝土柱产生的损伤特性也不同。为掌握不同受火方式后钢筋混凝土柱的抗震性能,本文进行了不同受火方式后钢筋混凝土柱抗震性能的试验研究分析,主要研究内容和结论如下:进行了10根受火120min混凝土柱的明火加热试验,及其受火后和2根常温对比柱的拟静力加载试验,考察了受火方式、加载方向及配箍率对混凝土柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性及滞回耗能的影响。结果表明:(1)四面受火、三面受火、邻面受火和单面受火柱截面形心处最高过火温度分别为341℃、267℃、191℃和118℃。(2)四面受火、三面受火、邻面受火及单面受火时柱子的最大承载力较未受火时分别下降了39.6%~40.8%、20.9%~34.3%、21.9%~24.6%和10.3%,开裂荷载分别下降了38.4%~38.9%、13.2%~33.1%、5%~18.5%和11.3%,初始刚度分别下降了30.2%~45.84%、30.2%~40.2%、18.5%~23.60%和23.4%。(3)同非对称加载试验柱相比,三面受火后,沿对称方向加载的混凝土柱承载力提高了8.8%,累积耗能提高了3.5%;单面受火后,沿对称方向加载的混凝土柱承载力提高了6.7%,累积耗能提高了11.7%。(4)体积配箍率从0.87%减小到0.42%时,受火方式对灾后混凝土柱的承载力和累积滞回耗能的影响程度增大。基于ABAQUS建立了混凝土柱高温下温度场和高温后推覆过程的有限元模型,建议了模型参数,并对12根混凝土柱进行数值计算,极限承载力的模拟结果与试验结果的误差在12%以内。利用有限元分析模型分析了配箍率及受火时间对不同受火方式后混凝土柱承载力的影响规律。
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