火灾后型钢混凝土柱抗震性能及其加固修复研究

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1、火灾后型钢混凝土柱抗震性能及其加固修复研究之研究现状摘　要:从火灾后钢材及混凝土力学性能、型钢混凝土的抗震性能、火灾后的型钢混凝土柱加固修复3个方面进行了论述,介绍了目前国内外关于火灾后型钢混凝土结构抗震及加固修复研究的主要进展及成果。关键词:火灾后,型钢混凝土柱,抗震性能加固修复随着型钢混凝土（SRC）结构在多、高层建筑和工业厂房中的应用日益增多，其遭受长期高温作用或突发火灾事故的可能性也不断增加。高温作用不仅使组成SRC柱的钢材和混凝土材料的性能发生劣化，而且还会在结构内部形成不均匀温度场，引起温度应力，导致结构损伤、承载力

2、下降，甚至造成严重事故。而目前国内对于型钢混凝土的抗震性能的研究主要集中在对于剪跨比很小的短柱抗震性能研究和高强混凝土的短柱以及压弯起控制作用的型钢混凝土长柱的研究，对于火灾后的型钢混凝土的柱抗震性能及其加固修复研究目前还未见报道，所以对于火灾后的型钢混凝土柱的抗震性能及其加固修复是十分必要和迫切的。1　标准火灾后钢骨混凝土柱的力学性能郑永乾、韩林海(2006年)确定了高温下组成钢骨混凝土的钢材和混凝土的热工参数与力—热本构关系模型,利用有限元法计算了钢骨混凝土柱截面温度场,并分析了截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、截面配筋率、

3、荷载偏心率、钢骨和钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比等参数对耐火极限及火灾下构件承载力的影响规律,提出钢骨混凝土柱耐火极限的实用计算公式。蒋东红、李国强等(2005年)提出了在标准火灾升温作用下钢骨混凝土轴压柱极限承载力与变形的计算方法,并通过试验对计算方法进行了验证。在此基础上,对混凝土强度、钢骨强度、钢骨含钢率、截面寸和受火时间等承载力影响参数进行了计算分析,并分别给出了拟合计算式。韩林海杨华霍静思杨有福（2002年）通过对6个矩形截面钢管混凝土柱按ISO-834标准升温曲线升温作用后的试验研究火灾作用后矩形钢管混凝土柱的

4、力学性能和剩余承载力结果表明在本次试验参数范围内火灾后裸钢管混凝土柱的承载力损失严重在确定了钢材和混凝土在高温作用后应力~应变关系模型的基础上计算了火灾作用后矩形钢管混凝土压弯构件荷载~变形关系曲线理论计算结果得到试验结果的验证在分析了各参数如火灾持续时间构件截面含钢率钢材种类混凝土强度等级荷载偏心率构件长细比截面高宽比和构件截面尺寸等影响的基础上提出火灾作用后矩形钢管混凝土柱承载力实用计算方法。霍静思韩林海（2006年）进行了外加强环板型钢管混凝土柱2钢梁节点在恒定轴压力和水平往复荷载作用下的滞回性能试验研究,考察了试验参数,

5、如柱截面形式(圆形和方形截面)、受火时间、梁柱线刚度比和轴压比等对该类节点的延性和耗能指标的影6.响规律,并对该类节点火灾后的节点刚性和节点域剪切变形性能进行了分析林晓康,韩林海（2005年）对火灾作用后,钢管混凝土柱的强度和刚度均会遭受损失,需进一步考察其抗震能力。本文介绍了7个火灾后圆钢管混凝土试件滞回性能试验研究,采用数值方法对荷载2位移滞回关系曲线进行全过程分析,计算分析了轴压比、长细比、含钢率、钢材屈服极限、混凝土抗压强度、受火时间等参数对荷载2位移关系骨架线的影响。研究结果表明,火灾作用后圆钢管混凝土柱滞回关系曲线形

6、状饱满,无明显的捏缩现象,但试件的极限承载力和弹性刚度会有所降低陆洲导、余江滔等(2006年)进行了12个钢骨混凝土柱火灾下反应的试验,利用有限单元法和有限差分法的混合解法,编制有限元计算程序,得到钢骨混凝土柱的温度分布和极限承载力的数值计算方法,并通过各种受火时间、长细比和偏心距的钢骨混凝土柱抗火性能的计算,得出了相应的极限承载力计算公式。郑永乾，韩林海，经建生采用纤维模型法和有限元软件ABAQUS计算了火灾下型钢混凝土梁的变形以及耐火极限，初步了解了型钢混凝土梁的高温力学性能。在此基础上，利用纤维模型法分析了截面尺寸、截面含

7、钢率、受拉钢筋配筋率、型钢屈服强度、钢筋屈服强度、混凝土强度、截面高宽比和钢筋的混凝土保护层厚度等参数对火灾下构件承载力的影响规律，最后提出了型钢混凝土梁耐火极限的实用计算公式。侯进学，毛小勇为更加真实地反应构件在火灾中的实际状况，了解升、降温过程中荷载存在对高温后构件性能的影响，进行了2根偏压型钢混凝土柱的抗火全过程试验。试验采用ISO-834标准升、降温曲线，并保持火灾作用时荷载恒定；同时，分析了构件强度和变形发展规律。结果表明，火灾作用后试件的破坏形态和特点与常温下有显著不同；构件受力性能和剩余承载力主要与预加荷载、火灾持

8、续时间等因素有关；荷载较大时试件可能在降温段发生破坏毛小勇,高伟华,李丽丽,徐悦军在实际火灾中,结构中的柱子有可能处于三面受火的状态。由于受火边界的差异,其耐火性能与四面受火的情况有所不同。为认识三面受火型钢混凝土(SRC)柱的耐火性能,进行了两根ISO?834