【摘 要】
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地震和火灾是严重威胁建筑物安全性和可靠性的自然灾害,我国是地震频发的国家,由地震引起的次生火灾常造成巨大的财产损失以及人员伤亡。钢筋混凝土梁在框架结构中是保证结构整体有效性的关键部件之一,框架梁在经历地震和次生火灾作用后,其性能会变得更加复杂,因此为了探明震损混凝土框架梁在次生火灾中的耐火性能,有必要深入开展相关研究。本文首先依据大量混凝土框架结构振动台试验和实际震害资料,统计归纳出震损钢筋混凝土
【基金项目】
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国家自然科学基金（51578450）
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地震和火灾是严重威胁建筑物安全性和可靠性的自然灾害,我国是地震频发的国家,由地震引起的次生火灾常造成巨大的财产损失以及人员伤亡。钢筋混凝土梁在框架结构中是保证结构整体有效性的关键部件之一,框架梁在经历地震和次生火灾作用后,其性能会变得更加复杂,因此为了探明震损混凝土框架梁在次生火灾中的耐火性能,有必要深入开展相关研究。本文首先依据大量混凝土框架结构振动台试验和实际震害资料,统计归纳出震损钢筋混凝土梁的主要几何损伤形式为裂缝和混凝土剥落,并确定了震损形式所对应的几何特征参数,建立了震损钢筋混凝土框架梁的计算模型;其次采用ABAQUS软件数值模拟分析,得到了震损混凝土框架梁在三面受火条件下考虑裂缝和保护层剥落等几何特征参数对截面温度场的分布规律;继而对震损混凝土框架梁展开耐火极限分析,得到了震损框架梁耐火极限折减系数与几何特征参数之间的定量关系;最后根据震损混凝土框架梁几何特征参数、耐火极限与高温承载力折减系数三者之间的量化关系,建立了震损混凝土框架梁高温承载力计算模型。本文主要结论如下:（1）根据现有的震害资料和本课题组试验资料统计出震后钢筋混凝土框架梁的主要几何损伤形式为:裂缝、混凝土剥落;并确定损伤位置及损伤程度等几何特征参数。（2）采用ABAQUS有限元软件建立三维震损混凝土框架梁计算模型,得到裂缝、混凝土剥落以及两者共同存在时对震损混凝土框架混凝土梁温度场的影响。裂缝单独存在时,裂缝周边高温区域温度场分布呈抛物线形,裂缝周边区域的温度场改变随裂缝深度的增加而显著;剥落厚度对截面温度场有显著影响,剥落厚度越大,剥落处的混凝土温度就越高,升温速率也越快;剥落长度对温度场的影响较小,裂缝对温度场的影响比混凝土剥落对温度场的影响更敏感,当梁身有多条裂缝存在时,其对温度场的影响远远大于剥落的影响。（3）根据相对裂缝深度和混凝土剥落厚度及剥落长度等几何损伤参数对钢筋混凝土框架梁耐火极限的反应规律,得出耐火极限折减系数与震损几何特征参数的量化关系,建立了耐火极限与相对裂缝深度、跨高比、荷载比的定量关系。（4）分析了震损几何特征参数对混凝土框架梁高温抗弯承载力的影响,构建了震损混凝土框架梁的高温抗弯承载力折减系数与震损几何特征参数的量化关系。
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