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1、第43卷第3期土木工程学报Vo.l43No.32010年3月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALMar.2010组合楼板受火薄膜效应试验研究李国强张娜思(同济大学,上海200092)摘要:为了验证火灾作用下压型钢板组合楼板的受拉薄膜效应,观察楼板破坏现象,了解受火后组合楼板的温度场、位移及钢筋和混凝土的应变状态,本文进行了4个足尺压型钢板组合楼板受火性能试验。在试验过程中,对试验炉温、楼板温度、钢筋温度、钢筋应变、混凝土应变及楼板中心挠度进行了测量,对试验现象进行了解释。通过试验中采集的温度、位移以及应变等数据,对
2、试验结果进行分析,证实了火灾作用下楼板受拉薄膜效应的存在及其在高温下维持楼板承载力的作用。根据试验分析结果得出,由于楼板的薄膜效应的产生,可不对压型钢板组合楼板及板区内的次梁进行防火保护。关键字:火灾试验;压型钢板组合楼板;薄膜效应+中图分类号:TU973.34文献标识码:A文章编号:1000-131X(2010)03-0024-08ExperimentalstudyofmembraneactionofcompositefloorslabsunderfireLiGuoqiangZhangNasi(TongjiUniversity,Sh
3、anghai200092)Abstract:Inordertovertifytheexistenceofmembraneactioninstee-lconcretecompositefloorslabswithsteeldecksunderfire,aswellastolookintothefailuremechanism,thetemperaturefieldandstrainvariationofreinforcementandconcreteintheslabsunderelevatedtemperatures,fourful-
4、lscaleslabtestsundertheISO834standardfirewerepreformed.Thetemperaturesofthefurnace,theslabsandthereinforcemen,tthestrainofthereinforcementandconcreteintheslabs,andthedeflectionoftheslabsweremeasured.Accordingtothetestresults,thetestphenomenawereexplainedandanalyzed,tove
5、rifytheexistenceandeffectofmembraneactionincompositefloorslabsunderfire.Basedontheanalysis,itisconcludedthatitmaybeunnecessarytoprovideadditionalfireprotectionfortheslabsandthesecondarybeamsduetothemembraneaction.Keywords:firetes;tstee-lconcretecompositefloorslab;membra
6、neactionE-mai:lgql@itongj.iedu.cn引言火灾作用下,随着压型钢板组合楼板受火时间的不断延长,板中钢筋和混凝土的强度和弹性模量将不断下降。此时楼板中部的混凝土充分开裂,而板中钢筋则形成近似椭圆抛物面状的钢筋网承担板上荷载,同时在板四周形成混凝土受压环,为钢筋提供有效的锚固,这就是火灾作用下组合楼板的受拉薄膜作用[1](薄膜效应的发展如图1所示)。图1楼板薄膜效应的发展过程由于薄膜效应可以大大提高组合楼板的抗火能Fig.1Developmentofmembraneactioninafloorslab力,近十几
7、年,国内外学者对组合楼板薄膜效应做了大量研究,并通过试验对组合楼板的薄膜效应现象及其分析理论进行验证。1995~1996年,BuildingResearchEstablishment基金项目:国家自然科学基金项目(50738005,50728805)作者简介:李国强,博士,教授(BRE)在Cardington实验室对一个8层钢框架结构做收稿日期:2008-10-27了6个足尺火灾试验,通过分析证明了火灾下楼板薄第43卷第3期李国强等#组合楼板受火薄膜效应试验研究#25#[2]膜效应的存在。Cardington试验中,组合楼板底部等在青
8、岛理工大学所做的3个简支组合楼板与4个连[7]最高温度可达1000e,而楼板却没有发生坍塌。这表续组合楼板的抗火试验。遗憾的是,这些试验均不明,组合楼板中由受拉钢筋网形成的薄膜作用可以代以考察组合楼板的薄膜效应为主要目的
