【摘要】：在建筑火災(zāi)過程中,梁板類構(gòu)件會受到大面積損傷,且相比于其他受損構(gòu)件損傷較為嚴(yán)重,特別對于梁式構(gòu)件來講,材料性能不可避免地發(fā)生劣化,因此對結(jié)構(gòu)的性能存在一定程度的損傷。由此可見,采取合理有效的檢測方法對梁式構(gòu)件火災(zāi)后產(chǎn)生的損傷作出評估則尤為重要,因為它可以為火災(zāi)后構(gòu)件的修復(fù)評估工作提供依據(jù)。本文采取試驗研究和有限元分析相結(jié)合的方式對經(jīng)受火災(zāi)作用的鋼筋混凝土梁進(jìn)行了研究。根據(jù)所選動力指紋在火災(zāi)前后的變化,有效識別損傷發(fā)生的位置及其程度,同時,采用熱彈塑性理論分析了火災(zāi)下鋼筋混凝土梁的非線性變化,并利用FORTRAN編制了求解彎矩-曲率關(guān)系的程序,從截面抗彎剛度隨受火時間的變化這一角度闡明了結(jié)構(gòu)動力特性發(fā)生變化的根本原因。主要研究工作和成果包括以下幾個方面:1.對5根不同配筋率和不同受火時間的鋼筋混凝土梁進(jìn)行了火災(zāi)試驗及火災(zāi)前后的模態(tài)試驗,試驗結(jié)果表明:1)在ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫模式下,簡支梁全底面受火試驗所得溫度場與一維熱傳導(dǎo)理論的吻合性良好;2)火災(zāi)后動力特性的改變與配筋率和受火時間相關(guān),配筋率的增加一定程度上削弱了火災(zāi)對梁造成的損傷,使之對動力特性影響較小,延長受火時間使得動力特性改變較大;3)在采用頻率平方比、振型變化、振型曲率差等動力指紋識別損傷的過程中,振型曲率差對損傷位置的識別靈敏度更高,由此得出簡支梁單面受火會造成大面積近似均勻性區(qū)段性損傷。2.通過選擇合理的材料性能參數(shù)來模擬鋼筋混凝土梁的溫度場,并將得到的溫度場導(dǎo)入模態(tài)模型,用于分析火災(zāi)后的動力損傷特性。結(jié)果表明:1)模擬的溫度場與實測溫度場基本吻合,由于混凝土的熱惰性,相對于受火面,溫度云圖沿梁高自凸?fàn)钪饾u過渡到凹狀;2)利用頻率、振型、振型曲率差等動力指紋對簡支梁模擬結(jié)果進(jìn)行了損傷識別,得出的結(jié)論與試驗基本一致。3)與全底面受火模型相比,局部受火后的鋼筋混凝土梁頻率值有所提高,振型變化明顯,可以大致判別損傷發(fā)生的位置,振型曲率差的識別精度更加敏感,識別效果更好,表明利用多損傷指標(biāo)來識別鋼筋混凝土梁的受火損傷是可行的。3.火災(zāi)下鋼筋混凝土梁的高溫性能和力學(xué)性能發(fā)生非線性變化,是結(jié)構(gòu)動力特性變化的本質(zhì)原因,因此采用熱彈塑性增量理論,對火災(zāi)下鋼筋混凝土梁進(jìn)行了非線性分析。通過迭代法解得“條帶法”建立的彎矩-曲率方程組,最終以FORTRAN編程實現(xiàn)結(jié)果的輸出。結(jié)果表明:彎矩-曲率曲線在達(dá)到極限彎矩前呈非線性增加,據(jù)此得出跨中截面抗彎剛度和撓度隨受火時間的非線性變化關(guān)系,進(jìn)而闡明了試件的各階頻率比不再按照階次平方比變化的內(nèi)在原因。
【圖文】：

試件制作

圖 2.3 熱電偶綁扎及保護(hù)操作完成。試驗所需的儀器有：水平火災(zāi)系統(tǒng) 、YWC-50 應(yīng)變式位移傳感器、東華 依 據(jù) 《 建 筑 構(gòu) 件 耐 火 試 驗 方 法 》[ 57 ]圖如圖 2.4 所示。12
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU375.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉良林;李曉紅;應(yīng)建中;李建海;;火災(zāi)后混凝土的損傷評價方法研究[J];消防科學(xué)與技術(shù);2015年11期

2 李慧;丁萬寧;周明姬;王二成;;基于改進(jìn)遺傳算法框架結(jié)構(gòu)損傷識別[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年07期

3 史春輝;胡海濤;高立堂;;高溫下鋼筋混凝土簡支板動力特性分析[J];工程建設(shè);2014年01期

4 王全鳳;邱毅;徐玉野;王凌云;陳凡;;HRBF500鋼筋混凝土梁受火后動力性能試驗和溫度場數(shù)值模擬[J];工業(yè)建筑;2012年10期

5 蔣濟(jì)同;于紅理;;基于應(yīng)變模態(tài)差的海洋平臺構(gòu)件的損傷識別研究[J];災(zāi)害學(xué);2010年S1期

6 張勇;靜行;袁海慶;;基于曲率模態(tài)變化率指標(biāo)的結(jié)構(gòu)損傷識別[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(城市科學(xué)版);2010年02期

7 滕軍;盧云軍;朱焰煌;;大跨空間鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的溫度影響監(jiān)測與分析[J];工程抗震與加固改造;2010年03期

8 高立堂;陳禮剛;李曉東;;火災(zāi)下鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的非線性分析[J];火災(zāi)科學(xué);2006年02期

9 覃麗坤;宋玉普;陳浩然;張眾;于長江;;高溫后混凝土在雙軸拉壓下的強(qiáng)度和變形試驗研究[J];工程力學(xué);2006年01期

10 陸洲導(dǎo);余江滔;李燦燦;;火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)損傷檢測方法的探討[J];工業(yè)建筑;2006年01期

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本文編號：2611199