預應力混凝土梁板抗火性能試驗與分析.pdf

1、火災是一種高頻度災害，我國每年有逾兩百萬噸高強鋼絲鋼絞線用于預應力混凝土工程的建設，需開展預應力混凝土結(jié)構(gòu)的抗火問題研究。論文主要開展了7個方面的研究工作。
　　（1）針對已有預應力混凝土單向簡支板抗火試驗對參數(shù)考慮不充分的問題，應用天津消防研究所承重梁板耐火性能試驗裝置完成了9塊無粘結(jié)和1塊有粘結(jié)預應力混凝土單向簡支板的抗火試驗，獲得了各試驗板在火災下的溫度場分布、變形發(fā)展、混凝土裂縫開展與爆裂、無粘結(jié)筋應力水平的變化、背火面水

2、分析出及水蒸汽的形成與發(fā)展、析出水的干涸及水蒸汽消失等試驗數(shù)據(jù)和資料。應用ANSYS軟件實現(xiàn)了對火災下預應力混凝土單向簡支板的非線性全過程分析。提出合理考慮溫度膨脹、高溫蠕變影響的火災下無粘結(jié)筋應變及應力計算方法和沿板厚將截面分成若干條帶，將各條帶的板寬乘以所考察條帶混凝土與迎火面所在條帶混凝土的模量比來獲得火災下預應力混凝土簡支板的等效截面，并利用常溫下剛度公式計算出火災下荷載作用所引起的變形計算方法。
　?。?）針對已有單向連

3、續(xù)板抗火試驗的中支座未受火區(qū)域過大，與實際火災中連續(xù)板的力學行為有一定偏差的問題，完成了9塊兩跨無粘結(jié)預應力混凝土單向連續(xù)板的抗火試驗，獲得了各試驗板在火災下的溫度場分布、變形發(fā)展、混凝土裂縫開展與爆裂、無粘結(jié)筋應力水平變化、支座反力的變化等試驗數(shù)據(jù)和資料。應用ANSYS軟件實現(xiàn)了對火災下預應力混凝土單向連續(xù)板的非線性全過程分析。提出了火災下無粘結(jié)筋應力計算方法和連續(xù)板的變形計算方法。
　　（3）針對國外對于預應力混凝土連續(xù)梁的試

4、驗報道過于宏觀和連續(xù)梁與連續(xù)板相比抗火性能又具有特殊性的問題，完成了9根兩跨有粘結(jié)預應力混凝土連續(xù)梁的抗火試驗，獲得了各試驗梁在火災下的溫度場分布、變形發(fā)展、混凝土裂縫開展、支座反力的變化等試驗數(shù)據(jù)和資料。應用ANSYS軟件實現(xiàn)了對火災下預應力混凝土連續(xù)梁的非線性全過程分析。提出了火災下預應力混凝土連續(xù)梁的變形計算方法。
　?。?）針對一旦在火災下混凝土發(fā)生爆裂，受力筋將暴露在火場中，鋼筋受火后其力學性能或發(fā)生迅速衰減或被燒斷而引

5、發(fā)結(jié)構(gòu)坍塌的問題，對火災下預應力板混凝土爆裂規(guī)律進行了試驗研究，探討了混凝土預壓區(qū)的應力水平、混凝土的含水率、混凝土強度等級等對混凝土爆裂的影響規(guī)律，提出了預應力混凝土板在火災下混凝土爆裂的判別方法。
　?。?）針對已有配筋混凝土梁火災下正截面受彎承載力計算過于繁復的問題，提出了火災下預應力混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的估算方法：對于受拉區(qū)為迎火面的梁、板的控制截面，不考慮壓區(qū)混凝土強度的變化，僅考慮高溫對受拉鋼筋強度的影響；對于受

6、壓區(qū)為迎火面的梁、板的控制截面，引入截面有效高度折減值，不考慮截面有效高度折減后剩余截面混凝土強度和拉區(qū)鋼筋強度的變化，僅考慮高溫對受壓鋼筋強度的影響。
　　（6）針對目前國內(nèi)外混凝土設計標準對混凝土的抗火保護層厚度的取值未考慮結(jié)構(gòu)抗力與有效荷載效應比值這一問題，綜合考慮耐火極限、結(jié)構(gòu)抗力與有效荷載效應比值對梁板混凝土抗火保護層厚度的要求，提出了預應力混凝土梁板混凝土抗火保護層厚度的取值建議。
　?。?）為滿足預應力混凝土梁