• ISSN 0258-2724
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钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析

孔维一 傅传国 刘伟庆

孔维一, 傅传国, 刘伟庆. 钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(3): 548-555. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170875
引用本文: 孔维一, 傅传国, 刘伟庆. 钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(3): 548-555. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170875
KONG Weiyi, FU Chuanguo, LIU Weiqing. Fire Resistance Analysis of RC Beam Supporting Column Transfer Structure Joints[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(3): 548-555. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170875
Citation: KONG Weiyi, FU Chuanguo, LIU Weiqing. Fire Resistance Analysis of RC Beam Supporting Column Transfer Structure Joints[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(3): 548-555. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170875

钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170875
基金项目: 国家自然科学基金项目(51278289)、(51478254)
详细信息
    作者简介:

    孔维一(1987—),女,博士研究生,研究方向为结构抗火,E-mail:kongwy0912@163.com

  • 中图分类号: TU375

Fire Resistance Analysis of RC Beam Supporting Column Transfer Structure Joints

  • 摘要: 为提供钢筋混凝土梁托柱转换结构的防火设计依据,根据结构的受力特点,设计了两种足尺梁托柱节点单元试件,对两种节点单元试件进行了热力耦合作用下的耐火性能试验;采用有限元分析软件进行数值计算,分析了火灾下钢筋混凝土梁托柱节点单元的热力耦合耐火极限,得出各参数变化对梁托柱节点单元耐火极限变化规律. 分析结果表明:升温曲线及最高温度对节点单元的耐火极限影响较大;荷载比为0.6的节点单元比荷载比为0.4节点单元耐火极限小;节点单元托梁纵向受拉钢筋的保护层厚度不同,其耐火极限从大到小为保护层厚度50 mm、保护层厚度40 mm、保护层厚度25 mm;转换托梁中受托柱处附加吊筋的设置可有效提高节点单元的耐火极限,并起到避免发生突然破坏的作用;节点单元托梁四面受火的耐火极限小于三面受火的耐火极限;在相同荷载比及相同受火工况作用下,两种钢筋混凝土梁托柱节点单元的耐火极限和破坏特点不同.

     

  • 图 1  节点单元示意图及内力简图

    Figure 1.  The schematic diagram of beam supporting column joint unit model

    图 2  梁托柱节点单元尺寸及配筋图

    Figure 2.  Sectional dimension and reinforcement

    图 3  节点单元加载装置示意

    Figure 3.  Loading device

    图 4  转换托梁跨中挠度随升温时间的变化

    Figure 4.  Deflection and heating time curve

    图 5  模拟结果与试验结果比较

    Figure 5.  Result comparison

    图 6  升温曲线对梁托柱节点单元耐火极限的影响

    Figure 6.  Influence of heating curve on the fire resistance

    图 7  转换托梁钢筋保护层厚度对耐火极限的影响

    Figure 7.  Influence of thickness of the concrete protecting layer on the fire resistance

    图 8  梁托柱节点附加钢筋对耐火极限的影响

    Figure 8.  Influence of additional reinforcement on the fire resistance

    图 9  转换托梁受火工况对耐火极限的影响

    Figure 9.  Influence of fire conditions on the fire resistance

    图 10  不同时刻转换托梁沿轴线方向挠度曲线

    Figure 10.  Deflection curve of the beam change with time

    表  1  实测钢筋强度指标

    Table  1.   Measured strength of reinforcement

    钢筋直径/mm屈服强度/MPa抗拉强度/MPa屈服强度
    /抗拉强度
    8380.04900.78
    12545.06550.83
    16545.06900.79
    18412.55000.83
    20430.05750.75
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    表  2  试件荷载及受火工况设计

    Table  2.   Parameter design

    编号名称转换托梁
    受火数/面
    受托柱顶端施
    加恒载/kN
    转换托梁
    荷载比
    1TZHA3-1348.20.4
    2TZHA3-2372.30.6
    3TZHA4-1448.20.4
    4TZHA4-2472.30.6
    5TZHB3-1334.40.4
    6TZHB3-2351.60.6
    7TZHB4-1434.40.4
    8TZHB4-2451.60.6
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    表  3  梁托柱节点单元模型参数设置

    Table  3.   Parameter design

    编号名称升温曲线转换托梁
    受火数/面
    受托柱顶端
    施加恒载/kN
    转换托梁
    荷载比
    转换托梁保护
    层厚度/mm
    吊筋直径
    /mm
    节点处箍筋
    间距/mm
    1TZHA3ISO834348.20.42512100
    2TZHA3-shice1实测1348.20.42512100
    3TZHA3-shice2实测2348.20.42512100
    4TZHA3-DJ-0ISO834348.20.4250100
    5TZHA3-DJ-6ISO834348.20.4256100
    6TZHA3-DJ-8ISO834348.20.4258100
    7TZHA3-DJ-16ISO834348.20.42516100
    8TZHA3-DJ-18ISO834348.20.42518100
    9TZHA3-GJ-50ISO834348.20.4251250
    10TZHA3-GJ-150ISO834348.20.42512150
    11TZHA3-bh40ISO834342.70.44012100
    12TZHA3-bh50ISO834339.10.45012100
    13TZHA4ISO834448.20.42512100
    14TZHB3ISO834334.40.42512100
    15TZHB3-DJ-0ISO834334.40.4250100
    16TZHB3-DJ-6ISO834334.40.4256100
    17TZHB3-DJ-8ISO834334.40.4258100
    18TZHB3-DJ-16ISO834334.40.42516100
    19TZHB3-DJ-18ISO834334.40.42518100
    20TZHB3-GJ-50ISO834334.40.4251250
    21TZHB3-GJ-150ISO834334.40.42512150
    22TZHB4ISO834434.40.42512100
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-12
  • 修回日期:  2018-05-02
  • 网络出版日期:  2019-02-23
  • 刊出日期:  2019-06-01

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