常溫及火災(zāi)下鋼筋混凝土板的受拉薄膜效應(yīng)計算模型.pdf

1、鋼筋混凝土板在遭遇火災(zāi)、爆炸和沖擊等極端荷載作用下,通常會處于大撓度狀態(tài)。由于受拉薄膜效應(yīng)的存在,使得鋼筋混凝土板在發(fā)生較大撓度時仍能保持穩(wěn)定,不發(fā)生坍塌。因此,受拉薄膜效應(yīng)對維持結(jié)構(gòu)的整體性起到了重要作用,進而保證了受災(zāi)結(jié)構(gòu)內(nèi)人員逃生和重要物資的搶救具有較為充足的時間。
　　薄膜效應(yīng)分為受壓薄膜效應(yīng)和受拉薄膜效應(yīng)兩種。其中,受壓薄膜效應(yīng)通常對應(yīng)鋼筋混凝土板的小撓度狀態(tài),而受拉薄膜效應(yīng)則對應(yīng)鋼筋混凝土板發(fā)生較大撓度的情況。在已有的

2、研究中,受壓薄膜效應(yīng)得到了廣泛的關(guān)注,而受拉薄膜效應(yīng)并沒有得到足夠的重視。基于上述原因,本文以鋼筋混凝土板受拉薄膜效應(yīng)為研究對象,從理論和試驗兩個角度進行了常溫和火災(zāi)作用下考慮受拉薄膜效應(yīng)的鋼筋混凝土板大撓度下承載力的研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)由于經(jīng)典屈服線理論無法考慮受拉薄膜效應(yīng)對鋼筋混凝土板大撓度下承載力的影響,本文基于經(jīng)典屈服線理論的基本假定及其板塊平衡法和機動法計算原理,認為受拉薄膜效應(yīng)是由塑性鉸線截面處鋼筋合力

3、的豎向分量或鋼筋伸長做功所引起,提出了鋼筋混凝土單向板和雙向板在常溫下的大撓度承載力計算模型,并利用已有的國內(nèi)外縮尺混凝土板的常溫靜力加載試驗數(shù)據(jù),與國內(nèi)外已有的受拉薄膜效應(yīng)計算模型進行對比。對比結(jié)果表明:本文提出的模型在計算鋼筋混凝土板大撓度下承載力時具有較好的精度。
　　(2)為進一步驗證本文提出的受拉薄膜效應(yīng)計算模型的合理性,本文開展了10塊足尺鋼筋混凝土板在大撓度下的常溫靜力加載試驗,包括:簡支、固支、和一邊簡支一邊固支等

4、三種邊界條件的6塊單向板,和四邊簡支矩形和四邊簡支方形兩種條件的4塊雙向板。根據(jù)試驗現(xiàn)象驗證了受拉薄膜效應(yīng)是由塑性鉸線截面上鋼筋合力的豎向分量或者鋼筋伸長做功引起的這一假設(shè)的合理性。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)的分析,本文對提出的鋼筋混凝土受拉薄膜效應(yīng)計算模型中的撓度特征值計算公式進行了修正,并驗證了本文提出模型的合理性和有效性。利用本文提出模型的計算公式開展參數(shù)分析,對受拉薄膜效應(yīng)的主要影響因素進行了探討。
　　(3)本文歸納并總結(jié)了國內(nèi)外不同

5、工況的足尺鋼筋混凝土板的火災(zāi)試驗,包括:簡支雙向板、固支雙向板、簡支單向板以及多跨連續(xù)板。通過對上述試驗現(xiàn)象的理解,歸納了火災(zāi)下鋼筋混凝土板的破壞模式,并證實了鋼筋混凝土板在火災(zāi)作用下發(fā)生大撓度時受拉薄膜效應(yīng)的存在及其產(chǎn)生的原因。進一步基于本文提出的常溫下考慮受拉薄膜效應(yīng)的鋼筋混凝土板的承載力計算模型,考慮了火災(zāi)時的高溫效應(yīng),提出了火災(zāi)下考慮受拉薄膜效應(yīng)的鋼筋混凝土板的承載力計算模型。并利用已歸納的試驗數(shù)據(jù),驗證了本文模型在預(yù)測火災(zāi)下鋼