火灾（高温）后混凝土构件的残余抗剪承载力试验.docVIP

 火灾（高温）后混凝土构件的残余抗剪承载 力试验# 余江滔，廖杰洪* 5 10 15 20 25 30 35 40 （同济大学结构土木工程学院） 摘要：通过对不同温度下四点受力等高变宽梁的剪切试验，研究高温后混凝土的抗剪性能。 试验结果表明：不同温度下剪切破坏与梁轴线的夹角约为 45°（受拉主应力面）的裂缝断 裂。随着温度增加，剪切强度线性下降。 初始割线模量和峰值割线模量随着温度的增加成 线性降低。 关键词：混凝土；高温；抗剪； 中图分类号：TU317+.1 The residual shear strength of the fire-damaged concrete member Yu Jiangtao, Liao Jiehong (The research institute of civil engineering and disaster reduction, Tongji University) Abstract: Based on tests of concrete specimens at different heating cases, the shear strength of concrete exposed to elevated temperatures was studied. The results show the specimens were all cracked by angle with the axis of 45°. As the temperature increases, the shear strength declines linearly, and the initial and peak shear modulus decline linearly. Key words: Conrete; elevated temperatures; shear strength; 0 引言 随着社会的发展，城市人口日益密集化，火灾发生的频率及造成的人员伤亡与经济损失 成上升趋势，对建筑物抗火性能的研究变得十分重要。对于高温后混凝土材料特性的研究， 国内外对以下内容进行了比较详细的研究：混凝土的热工性能[1,2]，如热传导系数、比热容 等；混凝土的高温力学性能[1,2]，如抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比和本构关系等， 国外还对高温后混凝土断裂能[3]和断裂韧度[4]进行了研究。 在混凝土构件的抗剪性能方面，日本学者 Maruta 等为研究核电厂钢筋混凝土构件的抗 剪性能对不同温度和不同恒温时间下的抗剪性能的退化进行了研究[5]。EI-Hawary 等进行了 混凝土梁用水冷却的高温后抗剪性能研究，考虑了不同受火时间，不同保护层厚度的影响[6]。 Khan 等进行了不同配筋，不同加热周期次数，不同加热最高温度试件的抗剪试验[7]。台湾 地区 Hsu 和 Lin 对火后钢筋混凝土梁的残余力学性能进行了总结，建议采用截面分区的方 式进行各区抗剪承载力计算，总承载力由各区相加[8]。 在混凝土高温后材料抗剪特性方面，张彦春等进行钢纤维高温后力学强度研究，其中包 括矩形短梁直剪的抗剪强度结果表明，在最高温度不超过 500℃时,抗剪强度损失很小，而后 随温度升高损失加大，经 900 高温后，其残余强度率仍在 40 %以上[9]。郭进军等进行了 高温后新旧混凝土粘结的剪切性能研究，研究了不同温度、冷却方式、界面粗糙度和界面剂 对 Z 形试件抗剪性能的影响。对于普通混凝土高温后的抗剪性能研究则较少[10]。 基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金（200802471089） 作者简介：余江滔（1975— ），男，湖北武汉人，工学博士，讲师。结构抗火. E-mail: Yujiangtao@tongji.edu.cn -1-  普通混凝土材料抗剪强度试验方法有如下几种：矩形短梁直接剪切法，Z 形柱单剪面试 验，缺口梁四点受力试验，薄壁与圆筒受扭试验，等高梁四点受力试验。本文采用张琦、过 镇海提出的等高梁四点受力试验[11]。本文设计 22 个(其中 4 个加载之前意外断裂，造成数据 缺失)等高变宽梁四点试验，对不同温度，不同恒温时间下混凝土剪切性能进行了试验。 45 1 试验过程与结果 1.1  试验构件 试件参照采取等高变宽梁四点受力模型[11]，试件尺寸和具体配筋设计及力作用点采用 文献[11]推荐。该设计梁变截面处弯矩为零，能较好模拟纯剪状态下混凝土的抗剪性能。 50 本试验分别测试在不同温度：常温，100°C，200°C，300°C，400°C，500°C，600°C， 700°C；不同恒温时间：0.5h，1h，2h 下混凝土的抗剪性能。本实验采用混凝