谈高温下钢筋混凝土性能的影响因素

关键词 ： 钢筋混凝土 ， 灾， 火 力学性 能， 热工性能
中图 分 类 号 ：Ｕ ７ Ｔ ３５ 文献标识码 ： Ａ
１ 概述
要 体现在其力学 性能 和热 工性 能两个 方面 。作 为建 筑物 最重 要
２ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学 性能
火灾条件下 ， 钢筋 和混凝 土 的性 能会 发 生剧 烈 的变化 ， 主 ２ １ 高 温条件 下 ， 筋 的力 学性 能的影 响 因素 这 ． 钢
ＺＬ ９的延性最差 ， 当荷载达到极 限荷载之后 ， 曲线立即下降 ， 下 破坏形态 与钢管 基本 一致 ， 同样是在 柱身 中部 处应力 最 大 ， 处 Ｙ —８ 此 而另外两种试件 的延性要好 于 Ｙ —８ 。 Ｚ Ｌ ９ 产生 的变形也 为最大 ， 凝土 向外鼓 曲， 混 中间截面 的体 积 明显 增 降的趋 势和速度最大 ，
其达到峰值荷载时所对应 的位 移基本相 同， 但试 件 的承载力却 柱 顶的单个节点 会 出现局 部应力 集 中 ， 运算 不 收敛 。因此 ， 且 在 同，
水平位移施加 之前 ， 对柱顶所有节 点耦合水平 加载方 向的平 动 自 不相同。从图７中可以得到 Ｙ — ３的承载力最大 ， ２８８５ｋ Ｚｕ３ 为 ５． Ｎ； 由度 。加载过程仅对耦 合后的主节点位 移加载 ， 这种 加载形 式能 Ｙ ・ １８次 之 ， ２７５ ７ｋ 而 Ｙ —８ 小 ， ２６９ ０ｋ 。 ＺＬ ０ 为 ５ ． Ｎ； ＺＬ ９最 为 ９ ． Ｎ 够很好避免应力集 中 ， 且操作简便 。 通过荷载一 位移 曲线 可 以 看 出 ， 三种 试 件在 施 加 荷 载 的初 期， 曲线均为直线上升趋势增长 ， 且三条 曲线基本 重合 ， 材料处 于
第３ ８卷 第 ２期 ２０ １２年 １月 文 章 编 号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ０ －０ ３ ０ １０ — ８ ５ ２ １ ）２ ０ ５ —３
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ ２ ｌ３ ．
Ｊｎ ２ １ ａ． ０２
１ 强度 。高温下钢材强度 随温度 升高而 降低 ， ） 降低的 幅度 因 的两种材料 ， 在火灾 条件 下 ， 掌握其 高温 下性 能 的变化及 其影 响 钢 材温度的高低 和钢材种类的不 同而不 同。 因素 ， 我们防范于未然会有很 大的帮助 。 对 表 １ 出了常用建筑钢材 １Ｍｎ２ Ｍｎｉ 列 ６ ， ５ Ｓ 在高温下屈服强度降
・５ ・ ３
谈高温下钢 筋混凝土性 能的影 响 因素
周 高远
摘
刘 庆
要： 从研 究建筑物抗 火性 能的重要性入 手 ， 对钢 筋和 混凝 土 两种材料 的力 学性 能和 热工性 能进行 了探 讨 ， 并对 力 学
性 能 和 热 工性 能 的 影 响 因素 加 以 分 析 ， 以达 到提 高 高 温 条 件 下 钢 筋 混 凝 土性 能 的 目的 。
ＧＵＯ ａ ｇ Ｘｉ ｎ
Ａｂｔａｔ Ｔ ｅｐｐｒａｏｔ ｔｅｆ ｉ ｌ ｎ ｏｔａ ， Ｂ Ｑ Ｓ ｏｅｔｂ ｓ ｈ ｈｅ ａ ’ｆ ｉ ｌｍ ｎ ｏｅｓ ｃｍ ａｅ ｅ ｘａ ｓ ｃ： ｈ ａｅ ｄ ｐｓ ｈ ｎｔ ｅ ｍｅｔ ｆ ｒ Ａ Ａ Ｕ ，ｔ ｓ ｌｈｔｅｔ ｅｔ ｌ ｉ ｔ ｅ ｅ ｔ ｄｌ， ｏ ｐ ｒｓｔ ｉ ａｉ ｒ ｉ ｅ ｅ ｓ ｗ ｅ ａｉ ｒ ｒ ｓ ｎｅ ｅ ｉ ｍ ｈｒ ｌ
出 版 社 ．０ ４． ２０
Ｏ ｎ ｆｎ ｔ ｌ ｍ ｅ ｎａ ｙ ｉ ｆ Ｌ－ｈａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｅ ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｃ ｍ ｐｏ ｉｅ ｃ ｌ ｍ ｎ ｉｅ ｅ ｅ ｎｔ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｓ ｐ ｄ ｓ ｅ ｌｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｉ ｓｔ ｏ ｕ
参考文献 ：
［ ］ 汤杰瑶 ， １ 吴超 华． 轴压钢管混凝土的有限元分析 ［ ］ 山西建 Ｊ．
位移／ ｍｍ
筑 ，００，６ １ ） ６ －０ ２ １ ３ （ ７ ：９７ ．
图 ７ 三种 试 件 的荷 载 一 位 移 曲线
［］ 胡 ２
琼， 颜伟 华， 文忠． 郑 自密 实混凝 土基本 力 学性 能试 验
比较三种试 件的承载力与纵 向位移 的数值 ， 绘制成荷 载一 并
位移 曲线 ， 如图 ７所示 。 从 图 ７可 以看 出 ， 三种试件 的荷 载一位移 曲线的形状大致相
研 究［ ］ 工业 建筑，０８ １ ）９ －３ Ｊ． ２ ０ （０ ：０９ ． ［ ］ 韩林海． 管混凝 土结构——理 论与 实践 ［ ． 京： 学 ３ 钢 Ｍ］ 北 科
大 ， 图 ６所示。 如
５ 结语
１ 通过对 Ｌ形 截面试件的有限元模拟分析 ， ） 可知 试件 的中间
截 面破 坏最为严 重 ， 柱身 中部处钢管 与钢筋 的纵向变形 与横 向变
Ｚ
形最 为明显 。２ 随着核心钢管直径 的增大 ， ） 试件 的极 限承载力 也
罐 柱
逐渐增 大 ， 但三种试 件极 限承载力 所对 应 的位移基 本相 同， 明 说 各 试件的峰值位移与钢管直径的大小无关 。
试件材料开始 屈服 ， 进入 了弹 塑性 阶段。从各 曲线下 降段 的 大的部位为柱身 中部 处 。可 以看 出， 管 中间截 面变 形 凸 出， 钢 钢 低 ， 斜 率看 ， 试件 Ｙ ．８ ＺＬ ９的斜率较大 ， 曲线的下降段较陡 ， 而试件 Ｙ — Ｚ 管在柱身中部处体 积增大 ， 而钢管在 荷载作用 下 的长度 明显的变 Ｌ０ １８的次之 ， Ｙ －８ 较 ＺＬ ９的缓 ， Ｙ — １３的曲线下降段趋于平直 而 ＺＬ ３ 小 ， 明钢管此时产生 了纵 向与环向变形 ， 说 柱身 中部处的变形最大 。 线 。以上可以定性 的说 明试件 延性性 能 的大小 ， 比之下 ， 件 相 试 荷载作用下 钢管核 心混凝 土 与外部 混凝 土及核 心混 凝土 的
４ 结 果分 析
试件 的荷 图 ５为钢管 的应 力云 图 ， 云 图上 可 以看 出， 管 的应力 分 弹性变化范围内。当荷载施加到试件 的极 限承 载力 时， 从 钢 载一位 移曲线开始下降 ， 明此时 试件 已经 出现 破坏 ， 载力 降 说 承 布为柱身 中部处 最大 ， 载 由柱端 向柱身 中部传 递 ， 荷 试件 破坏 最