火灾后圆钢管钢筋混凝土轴压短柱静力性能研究

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钢管钢筋混凝土结构是指在普通钢管素混凝土中填充纵向受力钢筋,形成的一种新型组合结构。此种结构形式上虽然简单,但火灾作用下,内部钢筋在混凝土的保护下升温缓慢,强度损失小,提高其抗火性能;火灾作用后,钢材的强度能够得到恢复,力学性能比高温下有所改善,结构的整体性也比火灾中所提高,这不仅为结构的修复加固提供了一个较为安全的工作环境,也可减少工作量,降低维修费用。于是,本文对火灾后钢管钢筋混凝土轴压短柱进行了试验研究和有限元分析,主要工作如下:(1)本文对12根火灾后及6根常温下圆钢管钢筋混凝土轴压短柱进行剩余承载力试验研究和2根试件的温度场试验研究。研究表明试件的破坏模式均为剪切破坏,常温试件的剪切角为450左右,火灾后试件的剪切角为60°左右;受火时间是影响剩余承载力的主要因素,随着受火时间的增加,火灾后圆钢管钢筋混凝土轴压短柱剩余承载力随受火升温时间的增加而减小;配筋率对其剩余承载力的影响不大。(2)利用ABAQUS大型有限元软件建立火灾后钢管钢筋混凝土轴压短柱有限元分析模型,并与本文试验及收集到的相关试验数据进行验证,结果表明数据吻合较好,所建模型基本正确。(3)详细分析受火升温时间、截面尺寸、材料强度等参数对其剩余承载力系数的影响规律;进而回归出便于工程实践应用的火灾后钢管钢筋混凝土轴压短柱剩余承载力的简化计算公式。结果表明受火升温时间、截面尺寸是影响其剩余承载力系数的主要因素。
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