经历强震损伤的混凝土框架结构火灾行为试验研究

论文摘要

地震后次生火灾的发生概率是极高的,每次地震后因次生火灾造成的财产损失和人员伤亡数量触目惊心。本文对经历强震损伤后混凝土框架火灾作用下的反应和承载力退化规律进行了初步研究,主要研究内容如下:1)综合评述了国内外有关混凝土框架结构材料和构件在火灾(高温)作用下性能试验研究和理论分析的现状,综合分析了以往研究所取得的积极成果和存在的不足。2)本文设计了两榀足尺寸钢筋混凝土框架KJ1和KJ2,对KJ1进行了低周反复水平荷载试验,以模拟KJ1经历强震损伤。本文阐述了低周反复水平荷载作用下框架结构的受力特性,裂缝的开展形态,绘制了荷载—位移滞回曲线、骨架曲线、和荷载—钢筋应变曲线,并通过试验分析得出经历罕遇地震作用下框架的损伤状态,为后续的火灾试验提供初始状态。3)在参考以往研究成果的基础上,本文采用标准升温曲线,对经历低周反复水平荷载损伤后的框架进行火灾试验。试验模拟实际框架受力状态,柱承受轴压荷载,试验中即时记录框架的反应和破坏状态,测试了梁、柱截面温度场的分布和框架柱轴向变形的数据。并设置了未进行低周反复水平荷载,同火灾环境作用下的对比试验,从强震损伤对温度场分布的影响、裂缝的开展形态,材料性能的退化等几个方面进行了对比分析。4)根据实测截面温度场,本文对两榀框架的截面高温承载力进行了理论分析,得出了经历强震损伤后框架的承载力退化规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.1.1 工程结构抗震的研究意义
• 1.1.2 工程结构抗火的研究意义
• 1.1.3 震后工程结构抗火的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 工程结构抗震研究现状
• 1.2.2 工程结构抗火的研究现状
• 1.2.3 混凝土框架震后火灾行为研究现状
• 1.3 课题研究存在的问题
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 混凝土和钢筋材料的高温力学性能
• 2.1 混凝土的高温力学性能
• 2.1.1 高温下混凝土的抗压和抗拉强度
• 2.1.2 高温下混凝土的应力应变关系
• 2.1.3 高温下混凝土的弹性模量
• 2.2 钢筋的高温力学性能
• 2.2.1 高温下钢筋抗拉强度
• 2.2.2 高温下钢筋弹性模量
• 第三章 框架强震损伤模拟试验研究
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验内容
• 3.3 框架模型设计概况
• 3.3.1 KJ1、KJ2 配筋信息
• 3.3.2 框架应变片的布置
• 3.4 框架低周反复水平荷载试验
• 3.4.1 加载设备及仪器安装
• 3.4.2 试验加载制度
• 3.4.3 试验现象分析
• 第四章 强震损伤后框架火灾试验研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 火灾试验概况
• 4.3 火灾试验系统、加载制度
• 4.3.1 火灾试验系统
• 4.3.2 试验加载制度
• 4.4 火灾试验分析
• 4.4.1 KJ1、KJ2 试验现象观察及分析
• 4.4.2 框架截面温升曲线
• 4.4.3 框架柱轴向位移测量
• 4.5 本章小结
• 第5章 框架截面高温承载力计算
• 5.1 截面温度场的确定
• 5.2 截面承载力计算
• 第六章 结论和展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 下一步的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文