帶約束預(yù)制空心板整澆樓面火災(zāi)性能及災(zāi)后修復(fù)研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板（以下簡(jiǎn)稱(chēng)預(yù)制空心板）在我國(guó)應(yīng)用廣泛，單塊簡(jiǎn)支預(yù)制空心板的火災(zāi)性能研究已有報(bào)道，但建筑工程中多以帶約束的預(yù)制空心板整澆樓面為主。本文為了模擬實(shí)際工程中預(yù)制空心板受到的約束，通過(guò)在四周設(shè)置現(xiàn)澆邊梁實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制空心板整澆樓面的負(fù)彎矩轉(zhuǎn)動(dòng)約束，將邊梁擱置在水平爐爐壁上實(shí)現(xiàn)對(duì)其豎向位移的約束;澆筑50mm厚的整澆層，整澆層中配置雙向鋼筋網(wǎng)，通過(guò)整澆層和邊梁的約束作用使4塊預(yù)制空心板相互協(xié)調(diào)，共同受力。
　　為研究帶約束預(yù)制

2、空心板整澆樓面的耐火極限、受火后性能及受火后加固修復(fù)方法，本文共澆筑8塊帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件，每個(gè)試件由4塊預(yù)制空心板、約束邊梁和整澆層構(gòu)成。分別進(jìn)行了常溫靜載試驗(yàn)、耐火極限試驗(yàn)、火災(zāi)后承載力試驗(yàn)和受火自然冷卻后加固試驗(yàn)，并進(jìn)行了理論計(jì)算和有限元模擬，以期為帶約束預(yù)制空心板整澆樓面的抗火性能及火災(zāi)后鑒定評(píng)估提供依據(jù)，具體內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)1塊帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件進(jìn)行了常溫靜載試驗(yàn)，研究了均勻加載下整澆樓面試件

3、的開(kāi)裂荷載、極限荷載、裂縫發(fā)展、截面應(yīng)變、破壞形態(tài)等。研究表明:由于邊梁和整澆層的貢獻(xiàn)，帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的極限承載力遠(yuǎn)大于4塊預(yù)制空心板單塊極限承載力之和。靜載試驗(yàn)結(jié)果為火災(zāi)性能試驗(yàn)研究中的持荷水平提供依據(jù)。
　　(2)基于塑性鉸線(xiàn)理論計(jì)算了帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的抗彎承載力，同時(shí)運(yùn)用ABAQUS軟件對(duì)其進(jìn)行了非線(xiàn)性分析。理論計(jì)算結(jié)果和有限元結(jié)果均與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。
　　(3)持荷-升溫條件下，對(duì)3塊持荷

4、比分別為0.3、0.5、0.7的帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件進(jìn)行了耐火極限試驗(yàn)，對(duì)比研究了截面溫度場(chǎng)分布、破壞特征和耐火性能。結(jié)果表明，帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的耐火極限隨著持荷比的增加而減小。
　　(4)運(yùn)用ABAQUS軟件對(duì)帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件截面溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析，模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合。在持荷-升溫條件下，對(duì)整澆樓面試件進(jìn)行了熱-力耦合有限元模擬，試件的受火時(shí)間-跨中撓度曲線(xiàn)、耐火極限等模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果

5、基本一致。基于有限元對(duì)持荷比為0.2～0.9的帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件的耐火極限進(jìn)行數(shù)值模擬和回歸分析，得到不同持荷比下耐火極限變化規(guī)律和計(jì)算公式。
　　(5)在持荷（持荷比0.3）升溫條件下，對(duì)3塊帶約束預(yù)制空心板整澆樓面試件分別在受火30min、60min、90min自然冷卻后進(jìn)行常溫靜載試驗(yàn)，對(duì)比研究了升降溫全過(guò)程試件截面溫度場(chǎng)、殘余承載力和彎曲變形等內(nèi)容。研究表明:隨受火時(shí)間增加，帶約束預(yù)制空心板整澆樓面的殘余撓度逐漸

6、增大，殘余承載力和初始抗彎剛度呈拋物線(xiàn)下降。通過(guò)回歸得到了帶約束預(yù)制空心板整澆樓面殘余承載力及初始抗彎剛度隨受火時(shí)間的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。
　　(6)運(yùn)用ABAQUS軟件模擬了帶約束預(yù)制空心板整澆樓面升降溫過(guò)程截面溫度場(chǎng)及不同受火時(shí)間后的抗彎性能。研究表明:試件降溫過(guò)程中呈現(xiàn)出與升溫過(guò)程完全不同的溫度場(chǎng)變化規(guī)律;有限元分析可較好地模擬不同受火時(shí)間自然冷卻后整澆樓面殘余承載力退化規(guī)律和荷載-位移曲線(xiàn)。
　　(7)進(jìn)行了1塊受火60m