剪力墙火灾后力学性能试验研究

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随着经济的发展,高层建筑与日俱增,钢筋混凝土剪力墙结构或框架剪力墙结构因其良好的抗震性能而被广泛采用。但是,随之而来的建筑火灾隐患也增大,举世震惊的上海11.15火灾就是最好的例子。因此研究火灾后剪力墙的抗震性能对于抗震设防区火灾后剪力墙结构的损伤评定和加固具有重大的现实意义。本文受上海市科委应用技术开发项目(2011-114)和上海市人才发展资金资助项目(2011058)资助,对钢筋混凝土剪力墙高温后的抗震性能进行了试验研究和理论分析,具体工作如下:  (1)进行了两榀剪力墙试件在不同受火工况下火灾试验,并对火灾后剪力墙进行了初步的评定。研究表明:四面受火工况下试件截面核心区温度为380℃,而单面受火工况下试件截面核心区为272℃,四面受火试件比单面受火试件经历更严重的高温受损。  (2)对两榀受火后剪力墙和一榀常温下剪力墙进行了拟静力试验,对不同受火工况下剪力墙的破坏特性进行了描述,对各种受火工况下剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能能力进行了分析,并且从抗震的角度对剪力墙火灾后性能给予了评定。研究表明:四面受火试件为脆性剪切滑移破坏,而单面受火试件为弯剪破坏;四面受火试件和单面受火试件的屈服荷载分别比常温降低21%和13%;极限承载力分别比常温降低34%和20%。位移延性分别下降38%和26%。四面受火工况下剪力墙抗震性能严重恶化。  (3)利用有限元软件ABAQUS,分析了火灾后剪力墙在单调荷载下的力学性能,与试验结果进行对比分析,并为理论工作提供了思路。  (4)基于有限元的思想,通过加权平均的思想对高温后混凝土本构均一化,在此基础上,从传统理论出发,提出了火灾后剪力墙承载力、位移和延性的评判方法,具有一定的工程参考价值。
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