【摘要】：火災(zāi)高溫使混凝土梁出現(xiàn)不同程度的損傷,其使用性能退化,主要體現(xiàn)為抗彎強(qiáng)度及抗彎剛度的下降。本論文進(jìn)行了混凝土、高強(qiáng)鋼絲高溫后外觀、力學(xué)性能試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)和有限元模擬研究了混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)。建立了高溫后混凝土梁抗彎強(qiáng)度的計(jì)算方法及公式,并與試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。論文具體工作如下:(1)進(jìn)行了高溫后空氣冷卻、浸水冷卻混凝土力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著混凝土受火溫度上升,混凝土顏色從青灰色逐漸變?yōu)榘咨?溫度越高發(fā)白越明顯。受熱溫度到400℃C時(shí)表面開始發(fā)生少量碎屑剝落并出現(xiàn)龜裂紋,溫度越高裂紋越多且寬度增大直至貫穿。冷卻方式對(duì)混凝土表面裂縫也有較大的影響,與空氣冷卻相比,水冷過程會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,并降低混凝土抗壓強(qiáng)度。(2)進(jìn)行了高溫后空氣冷卻高強(qiáng)鋼絲力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著受火溫度的上升,溫度加熱到400～500℃時(shí)試件表面由銀灰色變?yōu)榘导t色,極限強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的下降;溫度加熱到約700℃C時(shí)試件表面發(fā)黑,極限強(qiáng)度下降到最低值;加熱到約900℃C時(shí)試件表面焦黑,極限強(qiáng)度有小幅度回升。(3)進(jìn)行了高溫環(huán)境下混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)的試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明:混凝土經(jīng)受高溫時(shí),由表面向內(nèi)部溫度下降較快。距表面55mm處的溫度比表面溫度低200℃左右,距表面150mm處的溫度比表面溫度低300～400℃。利用有限元軟件對(duì)高溫條件下混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬,試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬吻合較好。(4)提出了高溫后預(yù)應(yīng)力混凝土梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算的折減方法,結(jié)合高溫后材料力學(xué)性能退化研究成果,建立了高溫后預(yù)應(yīng)力混凝土梁抗彎強(qiáng)度建議公式,并與試驗(yàn)梁進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明建議公式具有較好的精度。提出了高溫后抗彎剛度計(jì)算的有效方法,可供工程實(shí)踐參考。
【圖文】：

２．１．２加熱與加載試驗(yàn)設(shè)備逡逑加熱試驗(yàn)采用西尼特（北京）科技有限公司生產(chǎn)的ＲＴ－２１－１２臺(tái)車式電阻爐，如逡逑圖２－１所示。其功率為２１ｋＷ，最高溫度可達(dá)１１５０°Ｃ，內(nèi)部?jī)舫叽鐬殄义希矗担埃恚恚矗担埃恚恚荆迹担担埃恚�。最大升溫速度為邋２�?#176;Ｃ／ｍｉｎ。逡逑Ｌ十邐＾邋了邐ｆｌＰＨＰｍ邋Ｉ逡逑ｍ邋１邐Ｉ；邋ｍｂ邐Ｉ逡逑圖２－１試驗(yàn)爐以及設(shè)備參數(shù)逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｅｓｔ邋ｆｕｒｎａｃｅ邋ａｎｄ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ逡逑７逡逑

試件的加載設(shè)備以及監(jiān)控設(shè)備分別采用的是電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和長(zhǎng)春科逡逑新試驗(yàn)儀器有限公司開發(fā)的ＷａｘＴｅｓｔ電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)量控制系統(tǒng)（Ｖｅｒｌ．５），逡逑如圖２－２、圖２－３所示。逡逑ｗｍｉ．．邋Ｉ邐Ｊ逡逑■悘Ｉ＿ｊ逡逑圖２－２電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)邐圖２－３試驗(yàn)機(jī)測(cè)量控制系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邐Ｆｉｇ．２－３邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋ａｎｄ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｏｆ逡逑ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑２．１．３升溫機(jī)制逡逑試塊的加熱采用最高的升溫速率２０°Ｃ／ｍｉｎ加熱到設(shè)定溫度，恒溫時(shí)間根據(jù)逡逑有限元數(shù)值模擬來(lái)計(jì)算整個(gè)試塊達(dá)到環(huán)境溫度所需要的時(shí)間來(lái)進(jìn)行考慮。各溫度逡逑工況所需加熱時(shí)間，，見表２－１。逡逑表２－１各溫度工況所需加熱時(shí)長(zhǎng)逡逑Ｔａｂ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｈｅａｔｉｎｇ邋ｔｉｍｅ邋ｏｆ邋ｅａｃｈ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ逡逑環(huán)境溫度／°Ｃ邐升溫時(shí)間／ｍｉｎ邐b6斤需恒溫時(shí)間／ｍｉｎ邐總用時(shí)／ｍｉｎ逡逑２００邐１０邐９０邐１００逡逑３００邐１５邐９０邐１０５逡逑４００邐２０邐１２０邐１４０逡逑５００邐２５邐１２０邐１４５逡逑６００邐３０邐１５０邐１８０逡逑７００邐３５邐１５０邐１８５逡逑邐８００邐４０邐１５０邐１９０邐逡逑２．１．４冷卻機(jī)制逡逑冷卻機(jī)制分為兩種，一種為空氣冷卻，一種為浸水冷卻�？諝饫鋮s是試塊高逡逑溫后置于空氣中冷卻
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宗鐘凌;何永福;李世歌;;基于高溫下鋼絞線力學(xué)性能的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)抗火分析[J];四川建筑科學(xué)研究;2013年05期

2 傅傳國(guó);商圣強(qiáng);王玉鐲;李士波;;火災(zāi)下預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁抗彎承載力計(jì)算[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

3 王新堂;孫宏亮;杜引剛;王萬(wàn)禎;;預(yù)應(yīng)力鋼桁架火災(zāi)響應(yīng)及火災(zāi)后受力性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年08期

4 徐玉野;吳波;王榮輝;江茗;羅漪;;高溫后鋼筋混凝土梁剩余承載性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年08期

5 廖杰洪;陸洲導(dǎo);蘇磊;;火災(zāi)后混凝土梁抗剪承載力試驗(yàn)與有限元分析[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年06期

6 張繼祥;朱明;高波;秦海濤;;高溫受熱后82B預(yù)應(yīng)力鋼絞線力學(xué)性能退化規(guī)律研究[J];上海金屬;2013年03期

7 何世華;;某鐵路橋梁局部火災(zāi)后梁體及橋墩的檢測(cè)評(píng)定及修復(fù)措施[J];工業(yè)建筑;2012年12期

8 余江滔;劉媛;陸洲導(dǎo);項(xiàng)凱;;火災(zāi)后混凝土連續(xù)構(gòu)件的損傷與加固試驗(yàn)研究[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

9 楊國(guó)龍;;火災(zāi)后橋梁拉索性能評(píng)估方法研究[J];廣東土木與建筑;2012年02期

10 張宏;邵永軍;;火災(zāi)后混凝土橋梁損傷評(píng)估方法與應(yīng)用[J];四川建筑科學(xué)研究;2011年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 侯煒;預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)抗火性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 武余波;火災(zāi)下PC梁橋預(yù)應(yīng)力損失研究及災(zāi)后損傷評(píng)價(jià)方法[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

2 戴丹;高溫下鋼材的材性模型及其在鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)分析中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2573388