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    钢管高强混凝土轴压柱耐火极限

    2019-05-10   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港办公室获悉:拉压性能不同的适用于各种材料的复杂应力状态下的双剪统一强度理论对钢管混凝土进行理论分析,从而推导出理论性较强的承载力计算公式,并通过轴心受压试验验证了理论公式的正确性,为钢管混凝土承载力分析提出了较合理的理论解释。
      
      钢管混凝土轴心受压承载力计算公式本文采用双剪统一强度理论对钢管混凝土轴心受压承载力进行研究。双剪统一强度理其中:e,e和e分别为3个主应力;e和e分别为材料的拉伸强度和压缩强度;t=e/e为材料拉压强度比;b为反映中间主应力效应的材料参数。其值为比较表达式(1a)(1b),并用混凝土凝聚力c和内摩擦角h表示则有对混凝土材料,很少去测定c和h,一般仍用抗拉强度ft和抗压强度/。来表示。由单轴受力可,当满足莫尔强度准则时,2cosh/(1-sinh)=/,即单轴受力混凝土抗压强度。令k=对于抗压混凝土,按习惯一般取压为正,拉为负,则式(3)变为式(4)中的e即为核心混凝土抗压强度,即/,/c为单轴混凝土抗压强度,当试验采用圆柱体试件时,/c应取圆柱体的单轴抗压强度,即/cy,因此由式(4)得核心混凝土抗压强度为,(。=钢管混凝土的承载力是由钢管的承载力和核心混凝土的承载力共同组成,即服强度;/'c为核心混凝土抗压强度,其值参见。
      
      中国钢管信息港办公室获悉:大都采用在核心混凝土中配置专门考虑防火的钢筋或钢纤维,或者通过降低柱子的轴压比以使构件达到所要求的耐火极限我国主要采用圆形截面钢管混凝土结构,且核心混凝土内一般不再配制钢筋或钢纤维目前国内尚未制定该类结构抗火设计方面的规定,不但制约了该结构的推广,而且对于己建成结构的耐火极限也缺乏必要的科学依据在己建成结构中,有的按照钢筋混凝土的要求外包以混凝土,有的则按钢结构的要求涂以防火涂料这样做虽也可能保证防火要求,但大都偏于保守而造成浪费,且缺乏科学性和统一性因此,深入研究钢管混凝土柱的耐火性能,合理确定其防火设计方法具有十分迫切的理论意义和实用价值。
      
      本文通过对5个钢管高强混凝土轴压柱的耐火试验,研究该类构件柱在标准升温曲线下的力学性能和耐火极限1试验概况1. 1试件的设计及制作共进行了5个钢管高强混凝土构件的耐火试验研究试件设计时变化的主要参数有构件截面直径(D)以及防火涂料保护层厚度(Tp)试件的设计情况见表1,T为钢管壁厚;Np为试验时作用在柱子上的轴向压力;tR为柱实测的耐火极限。Nd为按DL/T5085-1999强混凝土轴压构件承载力试件采用的是直缝焊管。钢材强度由拉伸试验确定在进行钢材材性试验前,将钢管沿纵向剖开,做成标准试件,按标准的材料力学方法进行拉伸试验,可测得其屈服强度、抗拉强度及弹性模量:对于150mm的试件,分别为259MPa321.8MPa和1.62K105N/mm2;对于D=在进行试件加工时,首先做出长度为3770mm的空钢管,并保证钢管两端截面平整为了便于试件安装,加工两个边长为700mm厚度为20 mm的钢板作为试件两端的盖板,先在空钢管一端将盖板焊上,另一端待混凝土浇灌之后再焊接盖板及空钢管的几何中心对中,钢管轴线垂直于端板,并保证焊缝质量在试件两端钢管与端板交界处,分别设计了一直径为20 mm的半圆排气孔所有试件的总长度均为3810mm在进行混凝土浇灌时,为了保证混凝土的密实度,米用050插入式振捣棒伸入钢管内部振捣,在试件的底部同时用振捣棒在钢管的外部进行侧振混凝土浇灌两个星期之后,用高强水泥砂浆将另一端的混凝土表面与钢管抹平,然后再焊上另一盖板,以期尽可能保证钢管与核心混凝土在试验施荷初期就共同受力试件中混凝土采用自然养护的办法混凝土立方试块强度由同条件下成型养护的15 cm立方试块按标准材料力学为本次试验进行的所有试件的构件轴向变形(」)-升温时间⑴关系曲线直径对钢管高强混凝土柱耐火极限的影响是:直径越大,耐火极限越大;直径越小,耐火极限也越小。
      
      中国钢管信息港办公室获悉:在其它条件相同的情况下,保护层厚度越大,耐火极限越大只要进行适当防火涂料保护,钢管高强混凝(GB50045-95)对柱耐火极限的规定例如,当柱耐火极限要求达到2.5h时,根据《高层民用建筑设计防火95),在用厚涂型防火涂料作保护层时,钢结构柱要求的保护层厚度为40 mm,而本次试验结果表明,对于直径为219mm的试件C4-4,当保护层厚度为15mm时,耐火极限可达到141 min可见,较钢结构柱相比,钢管高强混凝土柱具有更好的抗火性能,这主要是由于火灾下核心混凝土的吸热作用,以及组成钢管高强混凝土的钢管及其核心混凝土之间相互贡献协同互补和共同工作的结果3结论通过本次对钢管高强混凝土轴压构件的耐火试验研究,在本次试验参数范围内,可初步得到如下结论:钢管高强混凝土柱由于核心混凝土的吸热作用,及在火灾作用下钢管及其核心混凝土间的协同互补作用,使其具有较好的耐火性能,只要进行适当的防火保护即可达到要求的耐火极限;钢管高强混凝土柱在火灾下的性能与钢管普通强度混凝土柱基本类似。
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