《鋼筋混凝土框架結構抗火災倒塌機理與設計方法》是依託湖南大學，由霍靜思擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼筋混凝土框架結構抗火災倒塌機理與設計方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：霍靜思
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鋼筋混凝土框架結構是最為廣泛套用的建築結構形式之一。近年來，頻繁的建築火災事故所造成相當數量的結構倒塌，以及特種廠房也可能遭受高照重霸溫下化學或人為爆炸等災害對結構產生火災（高溫）下的衝擊力作用逐步引起人們的重視。結構在同時遭受火災（高溫）和倒塌或衝擊作用時，不僅鋼筋和混凝土力學性能及其粘結性能嚴重劣化，而且結構受倒塌和衝擊過程中動態應變率效應影響顯著，尤其是在極端倒塌和衝擊荷載作用下的大變形失效機理與常規承載能力極限狀態下的失效機理截然不同。然而國內外尚未見有對鋼筋混凝土框架結構和構件火災下動態抗倒塌性能進行研究。因此，亟需對高溫下鋼筋和混凝土力學性能及其粘結性能的動態應變率效應，框架梁、柱構件乘盼和梁-柱節點子結構在火災下動態抗衝擊性能和倒塌失效機理，以及柱失效後梁-柱節點抗倒塌轉動和拉結能力進行研究，為合理評估鋼筋混凝土框架結構的抗火災倒塌道埋境疊能力和制定抗火災倒塌設計方法提供依據。
結題摘要
本課題對高溫下混凝土動態力學性能與微觀結構，鋼筋與混凝土的高溫動態粘結性能，梁煮境迎衝擊損傷後的耐火極限以及樑柱節點在柱失效後轉動和拉結能力進行研究，為合理評估鋼筋混凝土框架結構的抗火災倒塌能力和制定抗火災倒塌設計方法提供依據。通過SHPB裝置完成了高溫下（後）混凝土動態力學性能試驗，發現400℃以下，應變率硬化效應占主導；600℃以上，熱軟化效應占主導。完成了高溫後混凝土微觀試驗，發現水灰比對高溫後的微觀結構和孔隙率影響很大。完成了CFRP約束高溫後混凝土衝擊力學性能試驗，提出了CFRP約束高溫後混凝土應力-應變簡化模型。完成了高溫下及高溫後鋼筋-混凝土界面粘結衝擊力學性能試驗，發現低於200℃時，粘結強度相比常溫情況略有衰減悼旬巴；大於600℃後，粘結強度隨溫度升高顯著衰減，高溫後試件粘結強度低於高溫下試件粘結強度。完成了衝擊損傷梁殘餘承載力與耐火性能試驗，針對彎曲破壞形態梁，提出了一種標準化後的殘餘承載力與抗彎剛度的計算公式。在荷載比一定時，衝擊高度越大，試件的耐火極限越小。完成了樑柱節點靜力豎向推覆試驗，發現支座處鋼筋通長比搭接和截斷的節點抗倒塌能力好，高溫後比高溫下節點更易形成懸鏈線效應。採用ABAQUS有限元軟體，建立了火災下（後）鋼筋混凝土樑柱子節點抗火災倒塌數值分析模型，並進行影響因素參數分析。結構受火災倒塌時的大變形失效機理與常規承載極限狀態下的失效機理截然不同，通過理論分析，提出了預測高溫下構件溫度內力的解析方法和抗倒塌設計時樑柱節點荷載-變形簡化計算公式，提出提高柱失效後梁-柱節點抗倒塌轉動和拉結能力的設計方法，以及鋼筋混凝土框架結構的火災下（後）抗倒塌能力評估方法和加固方法，研究備熱故酷成果為合理評估鋼筋混凝土框架結鑽炒料構的抗火災倒塌能力和制定抗火災倒塌設計方法提供依據。
