高温后消防喷水冷却高强混凝土柱力学性能试验研究

摘要

火灾是人类面临次数最多的灾害，其发生的不确定性使人们难以预测，而且其一旦发生，如果没很好的措施，将造成巨大的财产损失与人员伤亡。我国属于火灾多发的大国，研究火灾后建筑结构的耐火性能十分必要与迫切。再说，如今人口众多，国土面积一定，建筑物越来越向着高耸，大跨结构发展，高强混凝土应用越来越多，研究高温后高强混凝土的性能很有必要。而如今，一般发生火灾采用喷水冷却的方式，这与大多数学者研究的自然冷却不相一致，其喷水冷却与自然冷却的性能也不完全相同。因此，本课题组对喷水冷却高温后高强混凝土进行研究，并通过试验对其力学性能进行了探索研究，以期为喷水冷却高温后高强混凝土柱在工程中的应用推广提供试验和理论基础。 本文以温度、冷却方式、配筋率、配箍率、恒温时长为变化参数，设计了45个圆柱体标准试块和16个高强混凝土柱试件进行试验，观察了其高温后现象及受力破坏过程和形态，并基于试验实测数据，深入分析了各变化参数对其承载力的影响规律。同时通过修正规范轴压公式提出了喷水冷却高温后高强混凝土柱计算公式，公式与实测数据吻合良好。 研究结果表明:喷水冷却高强混凝土在经历200℃-600℃高温后颜色从灰色变成红色，800℃高温后颜色变成灰白色，试件已丧失较多承载力;温度对其力学性能影响显著;随着温度的升高，试件烧失率逐渐增大。 最后在试验的基础上，用回弹法对喷水冷却高强混凝土的评估鉴定做出了初步探讨。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1研究背景

1．1．1火灾的危害

1．1．2高强混凝土

1．1．3火灾后安全评估

1．2国内外研究现状

1．2．1高温后普通混凝土力学性能

1．2．2高温后高强混凝土的力学性能

1．2．3高温后钢筋混凝土结构的损伤评估

1．3本文的研究内容

1．3．1课题来源

1．3．2研究内容

1．3．3研究意义

1．3．4创新点分析

1．4本章小结

第二章试验材料及试块、试件制作

2．1骨料性能参数及添加剂

2．1．1粗骨料性能

2．1．2细骨料性能

2．1．3外加剂

2．2钢筋高温后的力学性能

2．2．1试验概况

2．2．2实验结果及分析

2．3试件设计及制作

2．3．1高强混凝土配合比

2．3．2参数选取

2．4本章小结

第三章喷水冷却高温后高强混凝土试块力学性能分析

3．1概述

3．2试验概况

3．2．1升温装置

3．2．2加载装置

3．2．3升温过程及其升温、冷却过程中产生的现象

3．3试验结果

3．3．1高温试验结果

3．3．2试块的受力破坏过程及其形态

3．3．3试块荷载位移曲线

3．3．4烧失率

3．4影响因素分析

3．4．1温度

3．4．2冷却方式(自然冷却与消防喷水冷却)

3．4．3恒温时长

3．5本章小结

第四章喷水冷却高温后钢筋高强混凝土柱力学性能分析

4．1概述

4．2试验概况

4．2．1试件设计

4．2试验结果

4．2．1高温后试件的外观变化

4．2．2试件烧失率

4．3．2试件的受力破坏过程及形态

4．3．3试件荷载位移曲线

4．4影响因素分析

4．41温度

4．4．2冷却方式(自然冷却与消防喷水冷却)

4．4．3恒温时长

4．4．4纵筋配筋率

4．4．5箍筋间距

4．5刚度退化

4．6本章小结

第五章强度衰减承载力计算与评估分析

5．1混凝土强度衰减

5．2喷水冷却后钢筋刚度

5．3基于试验结果的承载力计算

5．4构件评估分析

5．4．1概述

5．4．2外观受损检测

5．5．3回弹法

5．6本章小结

第六章结论和展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢