空间预应力钢桁架火灾响应及火灾后受力性能试验研究

对一组空间预应力钢桁架结构开展了火灾行为试验研究。模型的主杆件选用奥氏体304无缝不锈钢管,张拉钢索采用7×12+IWR镀锌高强钢绞线,通过置于模型下端中心处的伸缩小立柱施加预应力。试验采用烬类燃烧火灾模型,利用荷重块模拟施加均布荷载。结构模型两端简支,另两边自由。试验测定了火灾下桁架弦杆和腹杆的温度响应及上弦节点位移。对火灾后尚未破坏的结构模型进一步开展了原位卸载及加载试验,得到测点位移及典型单元应变。结果表明,受火时预应力钢桁架模型的位移响应处于动态变化状态,且当结构模型的最大挠度超过1/100L时,也未见发生整体坍塌。受火时预应力钢桁架的主要变形特征为部分受压杆弯曲及整体结构扭曲,且受火后的结构模型产生一定的残余变形及刚度退化,这些特性与桁架自身刚度及外荷载大小等因素有关。

不锈钢预应力钢桁架火灾响应及火灾后受力性能试验研究

对一组不锈钢空间预应力钢桁架模型进行了火灾下的结构响应及火灾后力学性能试验研究。模型用奥氏体304无缝不锈钢管制作,通过置于模型下端的伸缩小立柱施加预应力。抗火试验测定了桁架弦杆和腹杆的温度响应及上弦节点位移,并对火灾后的结构模型开展了卸载及加载试验。结果表明,不锈钢空间预应力钢桁架模型在受火过程中,即使产生较大的位移和扭曲变形,结构模型仍未出现整体坍塌。钢桁架上、下弦杆有一定的温差,且上弦杆响应温度沿模型纵向变化幅度较下弦杆更大。对于具有同样几何尺寸和材料性能的索张拉钢桁架,受火前是否施加预应力对其火灾下的位移响应、残余变形及火灾后的受力性能均有较大影响。桁架自身刚度对预应力钢桁架的抗火性能也有一定的影响,刚度较大的结构模型,其火灾后承载时易出现扭曲变形。

常温及火灾后自应力轻骨料钢管混凝土柱轴压力学性能试验研究

自应力钢管陶粒混凝土不仅具有轻质、高强的特点,并可弥补轻集料混凝土因弹性模量较小而导致钢管约束不足的缺陷。本文通过对4组12根受火后的钢管自应力陶粒混凝土短柱及9根未受火钢管混凝土短柱受力性能的对比试验,分析了不同参数的钢管自应力陶粒混凝土短柱火灾后轴压承载力和破坏形态。重点讨论了试件的自应力大小(膨胀剂掺量)、含钢率及受火条件等因素对钢管自应力陶粒混凝土短柱火灾后轴压承载力及相关力学性能的影响。结果表明,自应力大小对钢管陶粒混凝土短柱火灾后轴压承载力的影响与试件含钢率有关,且初始自应力对含钢率相对较低试件的火灾后轴压性能的改善效果更加显著;试件含钢率越高,轴压力作用下的火灾后钢管自应力陶粒混凝土短柱的延性则越好。膨胀剂掺量为51 kg/m3(P2型)的试件,无论受火温度为700℃还是900℃,其火灾后的线弹性刚度受试件含钢率影响的规律基本一致。