钢筋混凝土柱抗火性能研究综述

资料大小：380KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-12-13

资料介绍

在阅读大量关于钢筋混凝土柱抗火性能试验研究成果文献的基础之上，归纳整理出钢筋混凝土柱抗火性能的一些基本特性，
主要包括：高温条件下，柱截面温度场的分布规律、破坏形态、变形规律、影响柱极限承载力下降的主要因素及柱耐火极限下降的主要原
因等几个方面的内容。希望其能对钢筋混凝土结构抗火设计提供一定的参考依据。
关键词：钢筋混凝土柱；温度场；极限承载力；耐火极限
中图分类号： TU528．571 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)03—0052—03
Sum mary on the study of fire resistance of reinforced concrete colum n
TANG Fan-hua，JIANG Long-m in，CAO Hui
(SchoolofCivilEngineering，HunanUniversityofTechnology，Zhuzhou412007，China)
Abstract： Based on vast reading on the research achievement on the perform of fire resistance of reinforced concrete column(RCC)，
summarizes some basic features of RCC，which including：under the condition of high temperature，the regularity of distribution，paaem of
destruction and rule oftransform ation ofthe temperatur e field at colum n cross·section，th e main factors affecting th e ultimate load and reasons for
the reduction offire enduran ce．Hope it Call provide some reference m aterials for fire resistance design ofreinforced concrete．
Key w ords： reinforced concrete column；temperature field；ultimate load；fire endurance
0 引言
在建筑结构中，钢筋混凝土柱是重要支承构件，一旦丧失
承载力，可能导致建筑物局部甚至整体破坏，且对灾后结构修
复带来困难，故研究其抗火性能十分重要。本文在归纳整理国内
外学者对钢筋混凝土柱抗火性能试验研究成果的基础上，得出
钢筋混凝土柱抗火性能的一些基本特性，希望其能对钢筋混凝
土结构抗火设计提供一定的参考依据。
1 截面温度分布
混凝土是一种热惰性材料，由于实际结构中构件体积大，火
灾后短时间内，构件截面的温度分布必定是很不均匀。结构温度
场只取决于环境温度的变化和构件的形状、尺寸和材料热工性
能，而与结构的受力状态无关；反之，结构的受力状态和性能，
包括内力、变形、承载力等都因温度场的变化而有很大差异。因
而，对于高温结构的分析，首先要确定温度场及其随时间的变
化，再根据确定的温度场进行结构的性能分析。 ’
1．1 受火时间和受火方式的影响
文献[1]给出边长为 400 rain的混凝土柱在三面受火情况下
截面的温度分布规律：当受火时间在 30 min时，距离表面 3．5 cm
处的温度为 315℃，而8crrl处仅有 83℃；2h后，距离表面 3．5 cm
处的温度为 642℃，8 cm 处也达到 352℃。即混凝土柱在三面
受火情况下，接近表面处的温度上升速度较快 ’冈4开始时升温
迅速，而后逐渐放缓；内部点的温度发展在开始一段时间没有
显著的上升，而后的发展也比表面点平缓。两面升温的混凝土柱
构件的截面温度场沿横、竖两方向都不对称，而三面升温构件
的截面温度场左右对称[2-3]。
1．2 截面尺寸的影响
文献[1]的研究表明：当受火时间较短时(少于 30 min)，截
面尺寸不影响温度分布；随着受火时间的增加，温度分布要考
虑尺寸的影响，尺寸大的截面温度上升的速度较小，但是当柱
子的边长超过 400／rim后，尺寸影响逐渐消失。文献 [4】的研究
结果发现，高强混凝土的轴心受压柱和偏心受压柱截面升温曲
线形状基本相似，如图 1所示。由沿截面宽度的实测温度分布曲
线可看出，在截面的同一高度，沿截面宽度的中间部分(超过 1／2
截面宽度)的温度值基本相等，而两侧部分的温度梯度较大；由
沿截面高度的实测温度分布曲线则可看出，柱底面(高温面)大
约 25 ID_ITI范围内的温度梯度很大，其余部分的温度变化较小，接
近线性，因而柱截面可能存在较大的温度应力，不利于结构的
承载能力。对轴心受压普通混凝土柱的高温试验研究结果，同
样得出了与上述柱截面温度分布相似的升温曲线。
1．3 骨料种类的影响，
文献[7]的研究得出，由硅质、碳酸岩和轻质骨料制成的混
凝土轴心柱在炉火点燃后 1 h内的温度分布互相接近，2 h硅质
与碳酸岩骨料柱仍然接近，而轻质混凝土柱却比其低 28-56℃，
3 h碳酸岩骨料柱比硅质骨料柱低 28-56℃，轻质混凝土柱比