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柱是结构的主要承重构件之一,建筑火灾对钢筋混凝土柱的强度和变形有显著的影响,正确把握钢筋混凝土柱的耐火性能对提高该类结构的火灾安全性,同时避免抗火设计的盲目性具有重要的意义。
国内外学者已开展了一定数量的钢筋混凝土柱耐火性能的理论和试验研究,取得了初步研究成果,但现有研究成果几乎都是针对四面受火情况获得的。实际工程中由于柱在结构中的位置不同,还可能遭受三面受火、相对两面受火、相邻两面受火、单面受火等各种可能的受火方式。针对上述情况,本文对不同受火方式下普通钢筋混凝土柱的耐火性能进行了初步研究,主要内容包括:
1、通过2根钢筋混凝土柱在三面受火和相邻两面受火方式下的明火试验,对其温度场、变形、耐火极限等进行了初步探讨。
2、编制了不同受火方式下钢筋混凝土柱的火灾全过程分析程序。该程序可以考虑截面尺寸、轴压比、配筋率、长细比、偏心率以及不同受火方式等因素对柱耐火极限的影响。程序的有效性得到了第二章试验数据,以及其他学者试验数据的验证。
3、利用计算程序进行了大量工况的计算分析,考察了不同受火方式下各主要因素(截面尺寸、轴压比、配筋率、偏心率、长细比)对钢筋混凝土柱耐火极限的影响规律,并在此基础上针对不同受火方式,给出了构件耐火极限的简化计算公式,供该类构件抗火设计时参考。
4、探讨了构件在不对称受火时,截面的极限承载力、极强中心和弯矩一轴力包络图与四面受火构件的不同,揭示了受火不对称对截面受力性能的影响。