高温喷水冷却后型钢高强混凝土黏结滑移性能试验及剩余黏结强度评估

为了研究型钢高强混凝土在不同火灾高温喷水冷却后的黏结滑移性能,设计了19个型钢高强混凝土试件并进行高温喷水冷却后的推出试验。观察试件的外观变化及受力过程中裂缝发展过程及形态,获取各个试件的荷载-滑移全曲线及极限黏结强度、残余黏结强度等特征点参数,分析历经最高温度、混凝土强度等级、恒温时长和型钢锚固长度等变化参数对型钢高强混凝土试件界面黏结强度、黏结剪切刚度、耗能能力的影响规律,提出相应的黏结滑移本构方程和剩余黏结强度评估式。结果表明:随着历经温度的升高,喷水冷却后试件的黏结强度和黏结剪切刚度波动下降,耗能能力却有所提高;随着混凝土强度等级的提高,试件的黏结强度总体上升,黏结剪切刚度波动变化,耗能能力则变化较小;随着历经最高温度的恒温时间的增长,喷水冷却后试件的黏结强度和黏结剪切刚度均变大。历经最高温度对试件的界面黏结剪切刚度和界面耗能能力影响较为显著,并且温度较低的试件,其界面黏结损伤发展较早且较为迅速。基于试验数据,所提的黏结滑移本构方程和黏结强度计算公式其计算值与实测值吻合良好。

高温喷水冷却后再生卵石混凝土应力-应变本构关系及有限元分析

为研究高温喷水冷却后再生混凝土(卵石类)的力学性能,以温度和取代率为变化参数设计并制作了60个标准圆柱体试块,并对其进行了单轴受压试验。观察了试块的破坏形态,获取了全过程荷载-位移曲线,提出了适用于ABAQUS有限元分析的高温喷水冷却后再生混凝土本构方程,并基于前期试验验证了该本构关系。研究表明:高温喷水冷却后再生卵石混凝土在较高温度作用后出现酥松和爆裂的现象;烧失率在温度较低时出现正增长;高温喷水冷却后全再生混凝土在轴压试验中产生更多细小的裂纹,再生混凝土比普通混凝土有着更低的峰值应力和峰值应变,但有着更好的延性;所提出的高温喷水冷却后再生混凝土剩余承载力计算方法有一定适用性;基于前期22根高温喷水冷却后再生混凝土梁试验,考虑温度和取代率提出的本构方程在ABAQUS中有较好的适用性。

高温喷水冷却后钢筋再生混凝土梁受力性能试验及承载力计算

为研究高温喷水冷却后钢筋再生混凝土(卵石类)梁的力学性能,以温度、取代率、冷却方式和剪跨比为变化参数,对28个试件进行高温喷水冷却后的静载试验。观察试件的表观变化、受力破坏形态,获取其荷载-挠度曲线及力学性能指标。基于试验实测数据,深入分析各变化参数对试件力学性能的影响,并探讨其承载力的计算方法。研究结果表明:高温喷水冷却后,试件发生破损,受力破坏形态表现为弯曲破坏和斜压破坏,钢筋再生混凝土梁比普通钢筋混凝土梁具有更好的力学性能;随着温度的升高,承载力先增大后减小,而延性和耗能能力逐渐变差;随着取代率的提高,承载力、延性和耗能能力具有小幅增大的趋势,增幅在10%以内;冷却方式对承载力影响显著,而对延性和耗能能力无明显影响;剪跨比越小,承载力越大,但延性和耗能能力越差;最后,建议采用修正后的欧洲规范计算高温喷水冷却后钢筋再生混凝土梁的承载力。

高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土的界面黏结性能试验研究

为研究高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土界面间的黏结性能,设计22个圆钢管试件进行高温喷水冷却处理后的静力推出试验,主要考虑混凝土强度、历经最高温度、锚固长度、恒温时长和冷却方式的影响.通过试验揭示了高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土界面黏结失效机理,分析了各变化参数对其黏结性能的影响,并提出高温喷水冷却后圆钢管高强混凝土黏结强度的计算公式.结果表明:高温喷水冷却后试件加载端与自由端的荷载滑移曲线变化趋势基本相似,并可将其分为三类典型曲线;推出试验中钢管外表面应变与距加载端的距离呈指数关系分布;高温喷水冷却后,试件的黏结强度随混凝土强度的增大变化较小,与锚固长度成反比,恒温时长大于60 min后基本稳定,随历经最高温度的升高,极限黏结强度先增大后减小再增大,残余黏结强度先增大再减小;与自然冷却试件相比,喷水冷却试件的极限黏结强度、残余黏结强度与剪切黏结刚度均较小,界面耗能能力较大.运用文中所提出的黏结强度计算公式算得的结果与试验值吻合良好.

栓钉连接件、锚固及降温方式对高温喷水后型钢再生混凝土界面剪力传递的影响

为研究降温方式、锚固长度、栓钉连接件(焊接栓钉)及其位置对高温喷水后型钢再生混凝土界面剪力传递的影响,设计了12个高温喷水后型钢再生混凝土试件和2个高温后型钢再生混凝土试件进行推出试验。试验过程中观察了型钢再生混凝土试件的推出过程及破坏形态,获取了各试件的荷载滑移曲线及其特征点参数,分析了变化参数对其特征点参数的影响规律。结果表明,高温喷水后带栓钉型钢再生混凝土破坏后会在栓钉所在处产生横向裂缝,其加载端与自由端荷载滑移曲线的差异也很大;高温喷水后型钢再生混凝土的黏结强度和弹性黏结抗剪刚度均随历经最高温度的上升而下降;历经最高温度为400℃时,高温喷水后型钢再生混凝土的黏结强度和弹性黏结抗剪刚度低于高温后型钢再生混凝土,la=250 mm的高温喷水后型钢再生混凝土黏结强度和弹性黏结抗剪刚度也低于la=400 mm的高温喷水后型钢再生混凝土,历经最高温度为600℃时则反之;栓钉连接件对高温喷水后型钢再生混凝土界面剪力传递性能的提高显著,特别是将其设置在型钢腹板处。

高温喷水冷却后方钢管高强混凝土的界面黏结性能

为研究高温喷水冷却后方钢管高强混凝土界面间的黏结性能,设计22个试件进行静力推出试验,其中包括18个喷水冷却试件和4个自然冷却试件,主要考虑混凝土强度、历经最高温度、锚固长度、恒温时长和冷却方式的影响。通过试验揭示了高温喷水冷却后方钢管高强混凝土界面黏结失效机理,分析了各变化参数对其黏结性能的影响,并提出了高温喷水冷却后方钢管高强混凝土极限黏结强度和残余黏结强度的计算公式。结果表明:高温喷水冷却后方钢管高强混凝土加载端与自由端的荷载滑移曲线可分为两类典型曲线;高温喷水冷却后,试件的黏结强度随历经最高温度的升高先增大后减小,随混凝土强度的增大而增大,随锚固长度的增大而减小,且与恒温60 min试件相比,恒温90 min试件的黏结强度有所回升;与自然冷却试件相比,喷水冷却试件的极限黏结强度、残余黏结强度与剪切黏结刚度均较小,但界面耗能能力较大;运用文中所提出的黏结强度计算公式算得的结果与试验值吻合良好。

玄武岩纤维再生混凝土高温水冷损伤试验研究

为研究消防喷水灭火对纤维再生混凝土力学特性的影响,以玄武岩纤维(BF)体积掺量和历经最高温度为变化参数,共设计90个玄武岩纤维再生混凝土(BFRC)标准立方体试块,进行高温喷水冷却和抗压强度—声发射(AE)试验,探讨BF体积掺量和历经最高温度对BFRC力学性能的影响。结果表明,当温度升到1 000℃,试块表面脱落,骨料全部露出,试块的完整性遭到严重破坏;试块的剩余抗压强度在温度为200~400℃时下降趋缓,抵抗高温的效果明显;BFRC的高温喷水冷却受压损伤过程可分为初期压密与裂纹萌生阶段、裂纹扩展汇集阶段和峰后破坏阶段,各阶段的声发射振铃累计计数具有明显差异;拟合得到消防喷水灭火后BFRC抗压强度计算公式,可为评估不同BF体积掺量及历经最高温度对BFRC抗压强度的影响提供参考。

高温喷水后方钢管再生混凝土黏结滑移性能试验研究

对24个方钢管再生混凝土(RCFSST)试件及5个方钢管普通混凝土(CFSST)试件在高温不同降温方式处理后进行推出试验,观察了各试件的推出过程及破坏形态,分析了再生粗集料取代率、恒温温度、锚固长度和降温方式对试件荷载滑移曲线及其特征点参数的影响,提出了高温喷水后RCFSST黏结滑移本构关系.结果表明:随恒温温度的上升,高温喷水后r=75%~100%的RCFSST试件黏结强度呈上升趋势而r=25%~50%的RCFSST试件及CFSST试件黏结强度先上升后基本不变;高温喷水后RCFSST试件与CFSST试件的耗能系数相当,随着恒温温度的上升和锚固长度的增加,试件的耗能系数降低;同恒温温度下随着取代率增加,试件在高温喷水后的黏结损伤发展有所延缓;同取代率下随着恒温温度升高,试件的黏结损伤发展更为滞后.

高温细雾喷水对植物光合作用的影响

根据植物光合作用推算,作物的光能利用率应达到5%左右,而现在即使高产田光能利用率只达到3%左右,产量升高的潜力还很大,制约作物产量的原因有很多,本研究通过对植物进行高温下细雾喷水,一为证明过度蒸腾和过强光照是目前制约产量的原因之一;二为找出一条除一般的生产措施外,提高作物产量的新路子来。本课题研究的方法对产量的提高是绿色的无污染的,是作物可持续生产的一条新途径。

高温后喷水冷却圆钢管再生混凝土界面黏结性能试验研究

为了研究高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土的界面黏结性能变化规律,以历经最高恒温温度、再生粗骨料取代率、界面锚固长度为3个变化参数,进行了27个高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土试件和2个自然冷却试件(对照组)的静力推出试验,以位移控制的加载方式为主,使自由端的钢管单独受力(核心混凝土不受力),圆钢管内的混凝土从下向上推出。通过试验观察了圆钢管再生混凝土试件破坏的全过程和形态,获取了加载端和自由端的荷载-滑移曲线,分析了各个变化参数对黏结性能的影响规律。试验结果表明:经过高温喷水冷却后,圆钢管再生混凝土试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线形态相似,且和自然冷却试件的曲线相似,同时也和前期做的钢管普通混凝土的曲线具有相似性;加载端和自由端的荷载-滑移曲线大致分为上升段、缓慢下降段和平缓段;并且自由端的初始滑移晚于加载端。定义了极限黏结强度τu和残余黏结强度τr。圆钢管再生混凝土试件表面上应变沿试件高度方向大致呈指数分布。经历消防喷水冷却后,随历经最高温度的升高,黏结强度先增大后减小,在400℃时,黏结强度达到最大值,当大于400℃时,黏结强度降低。历经高温后试件的平均残余黏结强度分别是常温下试件的1.25倍、1.75倍、1.38倍和1.50倍。再生粗骨料取代率的变化对黏结强度的影响不明显,常温下γ=50%时,黏结强度达到最大值;温度为200℃且γ=75%时,黏结强度也为最大。这和自然冷却下钢管再生混凝土的结论类似。锚固长度的增大也使圆钢管再生混凝土试件平均极限黏结强度和残余黏结强度均有不同程度增大。提出了高温喷水冷却后圆钢管再生混凝土极限黏结强度和残余黏结强度的计算公式,用此公式所得计算结果均比较理想。今后对界面黏结性能的研究,可以从增加钢管内壁的粗糙度、钢管内部加入加劲肋和钢管内增设不同长度的螺栓角度进行探讨,进而进一步丰富界面黏结性能的理论研究,以期为消防喷水后建筑结构构件的其他力学性能提供理论基础,同时为现实生活中火灾后钢-混凝土组合结构的灾后评估和加固提供参考。

高温消防喷水冷却后混凝土应力-应变本构方程及剩余强度评估

为了更深入地揭示高温消防喷水冷却后骨料差异对混凝土轴压性能的影响,制作了普通混凝土、高强混凝土、再生混凝土标准棱柱体试件,进行不同高温喷水冷却后的单轴压缩试验,获取了试件的应力-应变全曲线方程,对比分析了高温喷水冷却对3种混凝土试件的峰值应力、峰值应变、弹性模量等力学性能指标的影响规律差异及损伤过程。结果表明:高温喷水冷却后高强混凝土表面裂缝发展较早且较快;温度升高时,再生混凝土应力-应变曲线峰值点右移最明显,高强混凝土曲线峰值点降低最小;随着温度的升高,普通混凝土的峰值应力下降最明显,再生混凝土的峰值应变上升较大;高温喷水冷却后高强混凝土弹性模量下降最少;随着温度的升高,再生混凝土的损伤发展差异最显著且耗能量下降最少。基于试验数据,提出了不同高温喷水冷却后的不同类型混凝土单轴应力-应变本构方程及剩余强度评估计算式,其拟合效果较好。