T形型鋼混凝土異形柱火災(zāi)后的抗震性能試驗研究.pdf

1、型鋼混凝土異形柱通過截面配置型鋼，可顯著提高結(jié)構(gòu)體系的承載力、剛度、位移延性及變形能力，其應(yīng)用日趨廣泛?；馂?zāi)損傷，造成混凝土和內(nèi)部型鋼材料性能的退化，勢必導(dǎo)致型鋼混凝土異形柱其抗震性能的改變，而國內(nèi)外尚未見有對此方面的研究報道。因此，本文開展了T形型鋼混凝土異形柱在不同試驗參數(shù)下的火災(zāi)損傷和在災(zāi)后抗震的試驗研究，主要的工作內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.對7根T形型鋼混凝土異形柱進(jìn)行了火災(zāi)損傷試驗研究，深入分析了火災(zāi)后其表觀試驗現(xiàn)象和裂

2、縫開展規(guī)律，以及在火災(zāi)下截面溫度場分布和豎向變形規(guī)律，試驗結(jié)果表明:(1)火災(zāi)損傷后，混凝土表面出現(xiàn)明顯的顏色變化和表面裂縫;(2)混凝土的升溫速率和截面溫度隨著距受火面距離的增加而減小，在100℃附近有明顯的溫度平臺;(3)混凝土的熱惰性在火災(zāi)下表現(xiàn)明顯，混凝土溫度變化明顯滯后于爐溫，內(nèi)部測點溫度滯后于外部測點;(4)火災(zāi)下，異形柱的變形主要由溫度引起，試件受熱膨脹產(chǎn)生軸向變形且呈線性增長。
　　2.對7根火災(zāi)損傷試驗柱和1根未

3、受火試驗柱進(jìn)行了抗震性能試驗研究，深入分析了各試驗柱的受力特點、破壞過程和最終破壞形態(tài)，試驗結(jié)果表明:(1)異形柱的破壞過程均經(jīng)歷彈性階段、屈服階段和破壞階段，每個階段都有不同的受力特點和試驗現(xiàn)象;(2)箍筋對混凝土起到了有效的約束作用，能有效的傳遞剪力，防止剪力滯后的發(fā)生;(3)軸壓比的提高，增加了構(gòu)件截面的應(yīng)力，在彎矩作用下翼緣背面上下端混凝土更容易發(fā)生彎曲壓碎破壞;(4)剪跨比的提高降低了翼緣背部側(cè)面上下端混凝土的彎曲壓碎破壞程度

4、;(5)火災(zāi)損傷，削弱了翼緣作用，其縱向抗剪最不利截面較未受火柱更靠近翼緣。
　　3.對火災(zāi)后T形型鋼混凝土異形柱的抗震性能進(jìn)行了深入的分析，分析結(jié)果表明:(1)混凝土開裂前，其應(yīng)變沿截面高度分布仍符合平截面假定，混凝土開裂后平截面假定不再成立;(2)火災(zāi)損傷明顯削弱異形柱的滯回性能，位移延性和耗能能力，降低了構(gòu)件的屈服強度和極限承載力，加速了強度和剛度的衰減;(3)軸壓比是結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗震性能的重要影響因素，軸壓比的提高，增加了截

5、面的受壓區(qū)高度，限制了截面轉(zhuǎn)動，提高了構(gòu)件的初始剛度和強度，滯回耗能隨位移增加顯著提高，但增加了脆性破壞和鋼骨的變形失穩(wěn)的可能，從而降低了構(gòu)件的位移延性，后期加速了強度衰減和剛度退化;(4)剪跨比是影響火災(zāi)后T形型鋼混凝土異形柱抗震性能的重要因素，剪跨比的提高降低了構(gòu)件的初始剛度、極限承載力和耗能性能，但其強度衰變緩。剪跨比在2.0左右以下隨著剪跨比的增加延性變差，在2.0左右以上位移延性隨著剪跨比的增加而提高;(5)配箍率的增加可顯著