【摘要】：梁托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是工程中常用的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式,其火災(zāi)下的承載性能及劣化規(guī)律研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本文針對鋼筋混凝土梁托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)A型節(jié)點,進(jìn)行了恒定加載與標(biāo)準(zhǔn)升溫耦合作用下的耐火極限全過程試驗。試驗采用了托梁三面受火和四面受火兩種方式。基于試驗觀察了試驗現(xiàn)象,分析總結(jié)了試件的溫度場分布規(guī)律、變形特點及破壞形態(tài),并采用ABAQUS大型有限元軟件進(jìn)行了模擬計算和對比分析。本文主要試驗和分析結(jié)果如下:(1)由梁托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)節(jié)點試件實測溫度場結(jié)果顯示,試件托梁四面受火工況下,梁柱節(jié)點核心區(qū)截面的實測溫度較其他截面溫度偏低,表明節(jié)點核心區(qū)內(nèi)部測點溫度受到周圍托梁與受托柱的“圍護(hù)”作用。(2)在對達(dá)到耐火極限自然降溫后的節(jié)點試件觀察發(fā)現(xiàn),試件托梁的開裂主要是底部受拉區(qū)的受彎垂直裂縫,豎直裂縫在接近托梁截面高度中央時開始向受托柱方向斜向延伸。試件的破壞都是由于幾個受彎主裂縫發(fā)展引起的,首先是在托梁彎矩相對較大的部位受彎垂直裂縫的開展,而后在距離受托柱一定距離處,部分裂縫發(fā)展成為主裂縫,并且在剪力復(fù)合作用下裂縫向受托柱方向斜向延伸。(3)試驗結(jié)果顯示,無論試件的轉(zhuǎn)換托梁是三面還是四面受火情況,梁托柱A型節(jié)點轉(zhuǎn)換托梁的豎向撓曲變形關(guān)于受托柱基本對稱,裂縫也于受托柱兩側(cè)均勻分布。托梁上裂縫基本分布在距離托梁跨度中點400mm~1000mm范圍內(nèi),且主要開裂裂縫、混凝土脫落嚴(yán)重部位以及鋼筋的斷裂部位多集中在距離托梁跨度中點600mm左右位置。(4)由試件達(dá)到耐火極限而破壞的狀態(tài)顯示,試件托梁底部的主要幾條裂縫開展較寬,彎曲變形集中,托梁截面破壞的形態(tài)為彎曲破壞,而沒有發(fā)生明顯的剪切破壞。(5)試驗結(jié)果顯示,在熱力耦合作用下,對試件施加的荷載比越大,耐火時間相對越短,即耐火極限越小。在其他參數(shù)相同情況下,荷載比為0.4的試件,其耐火極限多集中在140min左右。荷載比為0.6的試件,耐火極限則明顯縮短。(6)試驗現(xiàn)象顯示,試件達(dá)到耐火極限且托梁變形及開裂明顯時,繼續(xù)升溫與荷載耦合作用將使試件的變形與開裂加劇,混凝土脫落使鋼筋逐步暴露而可能導(dǎo)致縱筋、箍筋高溫斷裂現(xiàn)象。因此,在實際火災(zāi)中,梁托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的托梁縱筋斷裂將會引起受托柱失去支撐,導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的垮塌,從而造成嚴(yán)重后果,轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的耐火性能必須引起高度重視。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU375.1;TU352.5

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本文編號：2565073