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    鋼管高強混凝土軸壓柱耐火極限

    2019-05-10   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港辦公室獲悉:拉壓性能不同的適用于各種材料的復雜應力狀態下的雙剪統一強度理論對鋼管混凝土進行理論分析,從而推導出理論性較強的承載力計算公式,并通過軸心受壓試驗驗證了理論公式的正確性,為鋼管混凝土承載力分析提出了較合理的理論解釋。
      
      鋼管混凝土軸心受壓承載力計算公式本文采用雙剪統一強度理論對鋼管混凝土軸心受壓承載力進行研究。雙剪統一強度理其中:e,e和e分別為3個主應力;e和e分別為材料的拉伸強度和壓縮強度;t=e/e為材料拉壓強度比;b為反映中間主應力效應的材料參數。其值為比較表達式(1a)(1b),并用混凝土凝聚力c和內摩擦角h表示則有對混凝土材料,很少去測定c和h,一般仍用抗拉強度ft和抗壓強度/。來表示。由單軸受力可,當滿足莫爾強度準則時,2cosh/(1-sinh)=/,即單軸受力混凝土抗壓強度。令k=對于抗壓混凝土,按習慣一般取壓為正,拉為負,則式(3)變為式(4)中的e即為核心混凝土抗壓強度,即/,/c為單軸混凝土抗壓強度,當試驗采用圓柱體試件時,/c應取圓柱體的單軸抗壓強度,即/cy,因此由式(4)得核心混凝土抗壓強度為,(。=鋼管混凝土的承載力是由鋼管的承載力和核心混凝土的承載力共同組成,即服強度;/'c為核心混凝土抗壓強度,其值參見。
      
      中國鋼管信息港辦公室獲悉:大都采用在核心混凝土中配置專門考慮防火的鋼筋或鋼纖維,或者通過降低柱子的軸壓比以使構件達到所要求的耐火極限我國主要采用圓形截面鋼管混凝土結構,且核心混凝土內一般不再配制鋼筋或鋼纖維目前國內尚未制定該類結構抗火設計方面的規定,不但制約了該結構的推廣,而且對于己建成結構的耐火極限也缺乏必要的科學依據在己建成結構中,有的按照鋼筋混凝土的要求外包以混凝土,有的則按鋼結構的要求涂以防火涂料這樣做雖也可能保證防火要求,但大都偏于保守而造成浪費,且缺乏科學性和統一性因此,深入研究鋼管混凝土柱的耐火性能,合理確定其防火設計方法具有十分迫切的理論意義和實用價值。
      
      本文通過對5個鋼管高強混凝土軸壓柱的耐火試驗,研究該類構件柱在標準升溫曲線下的力學性能和耐火極限1試驗概況1. 1試件的設計及制作共進行了5個鋼管高強混凝土構件的耐火試驗研究試件設計時變化的主要參數有構件截面直徑(D)以及防火涂料保護層厚度(Tp)試件的設計情況見表1,T為鋼管壁厚;Np為試驗時作用在柱子上的軸向壓力;tR為柱實測的耐火極限。Nd為按DL/T5085-1999強混凝土軸壓構件承載力試件采用的是直縫焊管。鋼材強度由拉伸試驗確定在進行鋼材材性試驗前,將鋼管沿縱向剖開,做成標準試件,按標準的材料力學方法進行拉伸試驗,可測得其屈服強度、抗拉強度及彈性模量:對于150mm的試件,分別為259MPa321.8MPa和1.62K105N/mm2;對于D=在進行試件加工時,首先做出長度為3770mm的空鋼管,并保證鋼管兩端截面平整為了便于試件安裝,加工兩個邊長為700mm厚度為20 mm的鋼板作為試件兩端的蓋板,先在空鋼管一端將蓋板焊上,另一端待混凝土澆灌之后再焊接蓋板及空鋼管的幾何中心對中,鋼管軸線垂直于端板,并保證焊縫質量在試件兩端鋼管與端板交界處,分別設計了一直徑為20 mm的半圓排氣孔所有試件的總長度均為3810mm在進行混凝土澆灌時,為了保證混凝土的密實度,米用050插入式振搗棒伸入鋼管內部振搗,在試件的底部同時用振搗棒在鋼管的外部進行側振混凝土澆灌兩個星期之后,用高強水泥砂漿將另一端的混凝土表面與鋼管抹平,然后再焊上另一蓋板,以期盡可能保證鋼管與核心混凝土在試驗施荷初期就共同受力試件中混凝土采用自然養護的辦法混凝土立方試塊強度由同條件下成型養護的15 cm立方試塊按標準材料力學為本次試驗進行的所有試件的構件軸向變形(」)-升溫時間⑴關系曲線直徑對鋼管高強混凝土柱耐火極限的影響是:直徑越大,耐火極限越大;直徑越小,耐火極限也越小。
      
      中國鋼管信息港辦公室獲悉:在其它條件相同的情況下,保護層厚度越大,耐火極限越大只要進行適當防火涂料保護,鋼管高強混凝(GB50045-95)對柱耐火極限的規定例如,當柱耐火極限要求達到2.5h時,根據《高層民用建筑設計防火95),在用厚涂型防火涂料作保護層時,鋼結構柱要求的保護層厚度為40 mm,而本次試驗結果表明,對于直徑為219mm的試件C4-4,當保護層厚度為15mm時,耐火極限可達到141 min可見,較鋼結構柱相比,鋼管高強混凝土柱具有更好的抗火性能,這主要是由于火災下核心混凝土的吸熱作用,以及組成鋼管高強混凝土的鋼管及其核心混凝土之間相互貢獻協同互補和共同工作的結果3結論通過本次對鋼管高強混凝土軸壓構件的耐火試驗研究,在本次試驗參數范圍內,可初步得到如下結論:鋼管高強混凝土柱由于核心混凝土的吸熱作用,及在火災作用下鋼管及其核心混凝土間的協同互補作用,使其具有較好的耐火性能,只要進行適當的防火保護即可達到要求的耐火極限;鋼管高強混凝土柱在火災下的性能與鋼管普通強度混凝土柱基本類似。
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