火灾后L形型钢混凝土柱抗震性能试验研究

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型钢混凝土异形柱是在钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土结构的基础上发展起来的新型结构构件,由于截面中配置了型钢,其承载力、刚度、延性及抗震性能都得到明显提升。然而火灾会对型钢混凝土异形柱的抗震性能产生重要影响,内置槽钢会加快温度的传导使其损伤程度更为严重。本文通过对火灾后L形型钢混凝土柱抗震性能的研究,为型钢混凝土结构在火灾后的损伤评估以及设计理论提供依据。通过7根受火后的及1根常温下的L形型钢混凝土柱拟静力试验研究其抗震性能。本文主要工作包括:(1)以轴压比、剪跨比和腹杆间距三种影响因素设计L形型钢混凝土柱,1根常温试件作为对比。火灾试验以试件内部距受火面20mm处混凝土温度达到400℃作为损伤标准。(2)通过低周反复荷载试验,分析受火后L形型钢混凝土柱的破坏形态,并分析了受火因素、轴压比、剪跨比、腹杆间距四种参数对破坏形态、承载力、延性性能、刚度及耗能能力的影响。主要结论包括:(1)试件的滞回曲线基本上关于原点呈中心对称,并呈现比较饱满的梭形或弓形,火灾后L形型钢混凝土柱仍然具有较好的抗震性能。(2)试件破坏主要包括剪切型破坏和弯剪型破坏两种形式,常温试件为剪切破坏,受火后试件变为弯剪破坏;随着轴压比的增大,试件容易发生脆性破坏,破坏形态由剪弯型破坏转变为剪切破坏;剪跨比越小,截面内剪应力相对正应力较小,会抑制斜裂缝的出现,破坏形式由剪切破坏转变为弯剪破坏;腹杆间距较小时,试件发生弯剪破坏,随着间距增大,试件发生剪切破坏。(3)受火对于L形型钢混凝土柱的刚度、强度、极限承载力影响不大,对于延性以及耗能能力影响较大;随着轴压比的增大,试件刚度增大,极限承载力提高,但是延性性能变差;随着剪跨比的增大,试件弹性阶段刚度减小,屈服荷载、极限荷载随之降低;腹杆间距越大试件刚度越小,受火后L形型钢混凝土柱屈服荷载、极限荷载也随之降低,腹杆间距越大,试件延性系数增大。腹杆间距较小,即腹杆布置较多,限制了槽钢的后期变形能力,导致延性较差。(4)对于受火后L形型钢混凝土柱,应变量测表明平均应变符合平截面假定。(5)本次试验受火后L形型钢混凝土柱中性轴垂直于加载方向。
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