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高性能混凝土具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的优势,正广泛应用于各类土木工程中。同时,因其致密的内部结构,遭受突发性火灾高温时,在内部蒸汽压、热应变和温度应力等因素作用下,高性能混凝土极易发生爆裂、剥落等现象,使混凝土结构承载力急剧下降,甚至坍塌,严重危害人员的生命和财产安全。因此,深入研究高性能混凝土构件在高温作用下的损伤劣化机制,对揭示高性能混凝土的高温爆裂机理和提高高性能混凝土结构抗火性能具有重要的现实意义和社会经济意义。本文依托国家自然科学基金(51478290),以C80高性能混凝土简支梁为研究对象,通过埋置振弦应变计研究高温作用下高性能混凝土简支梁内部热应变随受火温度的变化情况;通过对比聚丙烯纤维掺量为0%和0.2%的高性能混凝土(简称HPC和PPHPC)小梁内热应变的变化,研究PP纤维对高温-荷载耦合作用下高性能混凝土简支梁内部热应变的影响;借助ABAQUS软件对高性能混凝土简支梁高温-荷载作用下温度场、热应力、热应变和位移进行有限元模拟研究,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。为高性能混凝土结构抗火性能设计、火灾后损伤评估和相关规范制定提供试验和理论参考。主要研究内容如下。1.C80高性能混凝土力学性能试验研究。对高温作用后HPC和PPHPC进行力学性能试验。结果表明:随着受火温度的升高,混凝土轴压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度均持续下降;500℃之前,PPHPC的轴压强度均大于HPC的轴压强度;受火温度小于250℃时,PPHPC的弹性模量大于HPC的弹性模量;各等级温度作用后,PPHPC的劈裂抗拉强度均大于HPC的劈裂抗拉强度。2.高温(电阻炉)无荷载热应变试验研究。采用电阻炉对混凝土小梁进行高温作用,研究高性能混凝土简支梁不同深度处热应变的变化情况。结果表明:距小梁底部受火面由近及远,应变值由拉应变逐渐转变为压应变,应变值变化幅度逐渐增大;相同温度下,靠近受火面处PPHPC与HPC的应变值接近,距受火面较远处,PPHPC的应变值小于HPC的应变值;相同深度处,PPHPC的应变值远小于HPC的应变值。3.高温(明火)与荷载耦合热应变试验研究。采用自制明火炉对混凝土小梁进行加热,研究高性能混凝土简支梁在高温-荷载耦合作用下不同深度处热应变的变化情况。结果表明:高温(明火)与荷载耦合热应变试验结果与高温(电阻炉)无荷载热应变情况规律基本相同;相同深度处,高温(明火)与荷载耦合作用下小梁试件的热应变均大于高温(电阻炉)无荷载作用下小梁试件的热应变;高温(明火)与荷载耦合作用下小梁试件内横向应变值的变化幅度大于纵向应变值的变化幅度;相同深度处,PPHPC的应变值远小于HPC的应变值。4.高温与荷载耦合作用下简支梁热应变模拟研究。借助ABAQUS软件对简支梁在高温-荷载耦合作用下的温度场、热应力、热应变和位移情况进行模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:受火时间相同时,距简支梁底部受火面越近,温度越高;最大应力值出现在简支梁横截面中心处;模拟简支梁内部各深度处应变值变化趋势与高温(明火)-荷载耦合试验中小梁试件内部相应深度处应变值变化趋势基本一致;模拟简支梁最大位移出现在底部受火面边缘处;受火时间相同时,PPHPC的温度值、应力值、应变值和位移均小于HPC。