高溫后鋼筋再生混凝土偏壓柱受力性能試驗(yàn)研究及承載力計(jì)算
發(fā)布時(shí)間:2021-01-16 10:57
為研究高溫后鋼筋再生混凝土柱的偏壓性能,以歷經(jīng)溫度、再生粗骨料取代率和荷載偏心率為變化參數(shù),設(shè)計(jì)9個(gè)鋼筋混凝土柱試件(包括8個(gè)高溫后試件和1個(gè)常溫試件)進(jìn)行靜力單調(diào)加載試驗(yàn),觀察其表觀變化和破壞形態(tài),獲取了荷載-變形曲線及截面應(yīng)變,分析各變化參數(shù)對(duì)混凝土極限壓應(yīng)變、峰值荷載、抗彎剛度和位移延性系數(shù)的影響規(guī)律。采用ABAQUS有限元分析軟件對(duì)截面溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬,并基于模擬和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)鋼筋再生混凝土偏壓柱的計(jì)算方法進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:隨溫度升高或偏心率增大,鋼筋再生混凝土柱破壞形態(tài)表現(xiàn)為從大偏壓向小偏壓轉(zhuǎn)變;混凝土極限壓應(yīng)變與歷經(jīng)溫度、取代率以及偏心率呈正相關(guān);峰值荷載和抗彎剛度隨溫度升高或偏心率增大而降低,在600℃時(shí)出現(xiàn)陡降,其中抗彎剛度衰減相對(duì)更快,而取代率影響相對(duì)較小;普通混凝土柱延性更好,而再生混凝土柱在600℃時(shí)延性最優(yōu),且偏心率越大延性越好;隨截面深度增加,截面溫度場(chǎng)呈指數(shù)函數(shù)遞減,且取代率增大會(huì)加快衰減;最后,綜合有限元模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果提出了偏壓柱承載力計(jì)算方法,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
【文章來源】:建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020,41(12)北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
試件尺寸及配筋
升溫裝置采用型號(hào)為RX3-45-9的箱式工業(yè)電阻爐,爐內(nèi)尺寸為1 200 mm×600 mm×400 mm,如圖2a所示。偏壓柱試件四面受火,升溫速率介于6~10 ℃/min之間,到達(dá)目標(biāo)溫度后保持1 h恒溫,隨后打開爐門在爐內(nèi)降溫,升溫曲線見圖2b。鋼筋加熱及冷卻方式與偏壓柱一致,高溫后14鋼筋力學(xué)性能根據(jù)規(guī)范[20]進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果見表3。高溫后的試件采用電液伺服液壓試驗(yàn)機(jī)(YE-10000F)進(jìn)行加載,荷載由布置在試件上下端頭的滾軸支座傳遞。試件的側(cè)向撓度和縱向位移分別通過在試件的1/4、1/2、3/4高度處和下端平臺(tái)布置百分表量測(cè),在跨中處粘貼混凝土應(yīng)變片以獲取混凝土極限壓應(yīng)變,加載裝置及測(cè)點(diǎn)布置具體見圖3。試驗(yàn)中采用位移控制加載,每級(jí)位移增量為1 mm,加載速率為0.5 mm/min。
表3 高溫后鋼筋力學(xué)性能Table 3 Mechanical behavior of reinforced bar afterexposure to high temperature Tmax/℃ 屈服強(qiáng)度fy/MPa 抗拉強(qiáng)度fu/MPa 彈性模量Es/MPa 20 388.18 587.92 2.30×105 400 417.86 620.98 2.11×105 600 371.43 557.14 2.10×105 800 336.61 551.34 2.03×1052 試驗(yàn)結(jié)果及其分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高溫后型鋼再生混凝土梁受彎研究[J]. 王兵,尤洪旭,劉曉. 工程力學(xué). 2018(S1)
[2]高溫后再生混凝土力學(xué)性能研究[J]. 陳宗平,周春恒,李伊,陳建佳,吳波. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(12)
[3]高溫后鋼筋再生混凝土梁受力性能試驗(yàn)及承載力計(jì)算[J]. 陳宗平,周春恒,梁瑩,吳波. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]高溫后型鋼再生混凝土梁的受力性能及承載力計(jì)算[J]. 陳宗平,鄭巍,陳宇良. 土木工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]高溫后型鋼再生混凝土柱軸壓性能及承載力計(jì)算[J]. 陳宗平,周春恒,譚秋虹. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(12)
[6]火災(zāi)后型鋼再生混凝土軸壓短柱受力性能研究[J]. 高璐,劉曉,王文達(dá),王兵. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[7]高溫后鋼筋再生混凝土軸壓短柱受力性能試驗(yàn)研究[J]. 陳宗平,葉培歡,徐金俊,梁瑩. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]鋼管高強(qiáng)再生混凝土柱軸壓性能試驗(yàn)研究[J]. 牛海成,曹萬林,董宏英,周中一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]高溫后型鋼再生混凝土偏壓柱的力學(xué)性能研究[J]. 陳宗平,葉培歡,薛建陽,周春恒. 工業(yè)建筑. 2014(11)
[10]高溫后鋼筋混凝土短柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 徐玉野,楊清文,吳波,徐明. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(08)
本文編號(hào):2980703
【文章來源】:建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020,41(12)北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
試件尺寸及配筋
升溫裝置采用型號(hào)為RX3-45-9的箱式工業(yè)電阻爐,爐內(nèi)尺寸為1 200 mm×600 mm×400 mm,如圖2a所示。偏壓柱試件四面受火,升溫速率介于6~10 ℃/min之間,到達(dá)目標(biāo)溫度后保持1 h恒溫,隨后打開爐門在爐內(nèi)降溫,升溫曲線見圖2b。鋼筋加熱及冷卻方式與偏壓柱一致,高溫后14鋼筋力學(xué)性能根據(jù)規(guī)范[20]進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果見表3。高溫后的試件采用電液伺服液壓試驗(yàn)機(jī)(YE-10000F)進(jìn)行加載,荷載由布置在試件上下端頭的滾軸支座傳遞。試件的側(cè)向撓度和縱向位移分別通過在試件的1/4、1/2、3/4高度處和下端平臺(tái)布置百分表量測(cè),在跨中處粘貼混凝土應(yīng)變片以獲取混凝土極限壓應(yīng)變,加載裝置及測(cè)點(diǎn)布置具體見圖3。試驗(yàn)中采用位移控制加載,每級(jí)位移增量為1 mm,加載速率為0.5 mm/min。
表3 高溫后鋼筋力學(xué)性能Table 3 Mechanical behavior of reinforced bar afterexposure to high temperature Tmax/℃ 屈服強(qiáng)度fy/MPa 抗拉強(qiáng)度fu/MPa 彈性模量Es/MPa 20 388.18 587.92 2.30×105 400 417.86 620.98 2.11×105 600 371.43 557.14 2.10×105 800 336.61 551.34 2.03×1052 試驗(yàn)結(jié)果及其分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高溫后型鋼再生混凝土梁受彎研究[J]. 王兵,尤洪旭,劉曉. 工程力學(xué). 2018(S1)
[2]高溫后再生混凝土力學(xué)性能研究[J]. 陳宗平,周春恒,李伊,陳建佳,吳波. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(12)
[3]高溫后鋼筋再生混凝土梁受力性能試驗(yàn)及承載力計(jì)算[J]. 陳宗平,周春恒,梁瑩,吳波. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]高溫后型鋼再生混凝土梁的受力性能及承載力計(jì)算[J]. 陳宗平,鄭巍,陳宇良. 土木工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]高溫后型鋼再生混凝土柱軸壓性能及承載力計(jì)算[J]. 陳宗平,周春恒,譚秋虹. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(12)
[6]火災(zāi)后型鋼再生混凝土軸壓短柱受力性能研究[J]. 高璐,劉曉,王文達(dá),王兵. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[7]高溫后鋼筋再生混凝土軸壓短柱受力性能試驗(yàn)研究[J]. 陳宗平,葉培歡,徐金俊,梁瑩. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(06)
[8]鋼管高強(qiáng)再生混凝土柱軸壓性能試驗(yàn)研究[J]. 牛海成,曹萬林,董宏英,周中一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]高溫后型鋼再生混凝土偏壓柱的力學(xué)性能研究[J]. 陳宗平,葉培歡,薛建陽,周春恒. 工業(yè)建筑. 2014(11)
[10]高溫后鋼筋混凝土短柱抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 徐玉野,楊清文,吳波,徐明. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(08)
本文編號(hào):2980703
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