《端部約束混凝土構件的火災行為深化研究》是依託華南理工大學，由吳波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：端部約束混凝土構件的火災行為深化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳波
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過預設有裂縫的混凝土試件的明火試驗及數值分析，揭示裂縫面及其鄰近區域的溫度分布特徵，解釋該特徵的形成機理，力求從溫度場角度初步回答裂縫是否會對構件耐火性能產生較明顯影響。通過具有不同程度梁端約束和板邊約束的混凝土梁-板組合體的明火試驗及系統參數分析，發現相鄰樓板及其邊界約束對端部約束梁火災行為的定量影響規律，建立考慮相鄰樓板時端部約束梁的耐火極限修正係數實用估算方法。通過不同火場情景和不同構件參數情況下混凝土框架結構的大量火災回響分析，揭示梁受熱膨脹引發的柱端側移的變化規律，提出具有一定普適性的柱端側移的定量預測公式，進而開展具有柱端相對偏移的端部約束混凝土柱的明火試驗及耐火性能分析，基於研究數據構建考慮柱端相對偏移時端部約束柱的耐火極限實用確定方法。預期成果將有助於突破國內外現行耐火設計標準僅停留於獨立梁和獨立柱的局限，進而為提升混凝土結構耐火設計的科學性做出貢獻。
結題摘要
開展了10個預置裂縫混凝土試件的明火試驗，解釋了試驗現象產生的機理，提出了裂縫附近溫度場的簡化計算方法；提煉出4種對柱端時變側移影響較大的受火方式，揭示了該側移的變化規律，構建了其定量預測公式；開展了4根有側移混凝土柱的明火試驗，進行了240種工況的有側移柱耐火分析，揭示了該側移對端部約束柱火災行為的影響趨勢，建立了有側移柱的耐火極限實用計算公式；提出了梁-板組合體的板邊側向和轉動約束剛度的實用確定方法，開展了20個具有不同邊界條件的混凝土梁-板組合體的明火試驗，對具有邊界約束的梁-板組合體的火災行為進行了數值模擬，揭示了梁端和板邊約束對組合體高溫變形及高溫內力的影響規律；開展了8個混凝土雙柱試件的擬靜力試驗，結合PEER資料庫建立了震損柱的柱端保護層剝落模型；開展了9個震損混凝土雙柱試件的明火試驗，通過180種工況的參數分析，揭示了不同參數對震損柱耐火性能的影響規律，提出了震損柱耐火極限折減係數的實用確定方法。 研究發現：（1）裂縫寬度（小於3mm）對裂縫面溫度無明顯影響，裂縫內空氣實際上發揮了一定的隔熱作用；（2）柱端時變側移僅與本層及上、下相鄰層的受火情況有關，而與其它層的受火情況關係不大，考慮柱端時變側移對端部約束柱的彎矩影響較大，軸向荷載較大的端部約束柱的耐火極限隨著柱端時變側移的增大迅速減小；（3）梁端軸向約束剛度比對梁端彎矩和梁端軸力具有顯著影響，升溫中期梁端截面的彎矩和軸力隨著板邊轉動約束剛度比的增大逐漸明顯減小，板邊側向約束剛度比對梁-板組合體的梁跨中撓度和梁端內力影響有限；（4）隨著最大層間位移角和軸壓比的增大，柱端保護層剝落加重，軸壓比0.5時最大層間位移角從0增至1/65對震損柱的耐火極限影響不大，但最大層間位移角增至1/40將導致震損柱的耐火極限明顯降低，軸壓比0.25時即使最大層間位移角達到1/26，震損柱的耐火極限仍未顯著劣化。
