【摘 要】
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火灾作为常见灾害之一,往往对建筑结构造成较大的损坏。叠合剪力墙因兼具全现浇混凝土构件整体性能强和预制装配构件工业化程度高的优点,近年来在国内工程中得到广泛应用,但鲜有针对叠合剪力墙高温下以及高温后受力性能的研究。本课题组已经对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的常温抗震性能进行了研究,在此基础上,本文从防灾减灾的角度出发,对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的耐火性能及火灾后抗震性能进行了试验研究及分析。
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2017YFC0703303）; 广东省现代土木工程技术重点实验室（2021B1212040003）
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火灾作为常见灾害之一,往往对建筑结构造成较大的损坏。叠合剪力墙因兼具全现浇混凝土构件整体性能强和预制装配构件工业化程度高的优点,近年来在国内工程中得到广泛应用,但鲜有针对叠合剪力墙高温下以及高温后受力性能的研究。本课题组已经对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的常温抗震性能进行了研究,在此基础上,本文从防灾减灾的角度出发,对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的耐火性能及火灾后抗震性能进行了试验研究及分析。本文所做的主要工作和结论如下:1.开展了3片自密实再生块体混凝土叠合剪力墙试件的双面受火试验,探究了在恒定轴压比下,钢管防火涂料和墙肢截面宽厚比对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙耐火性能的影响。研究表明:（1）3个试件在墙体截面处的混凝土温度变化趋势几乎相同。暗柱处喷涂防火涂料对钢管柱截面温度影响显著,而增加墙肢截面宽厚比对钢管柱截面温度几乎没有影响;（2）在轴压比为0.19的情况下,3个试件在180min内都处于膨胀阶段,未出现压缩现象。暗柱钢管外表面喷涂防火涂料的剪力墙的膨胀变形较未喷涂防火涂料的小,而增加墙肢截面宽厚比对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的轴向变形影响不大;（3）3个试件在180min内均能稳定承受预定的轴向荷载,满足一级耐火等级的要求,具有良好的耐火性能。2.运用ABAQUS有限元软件对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的明火试验进行了有限元数值模拟,分析了受火形式、轴压比和预制墙板竖向钢筋直径等参数对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙耐火性能的影响。研究表明:（1）有限元计算得到的温度场和轴向变形与试验结果总体上吻合较好,说明该类构件耐火性能的模拟可以用本文所建立的有限元模型来进行计算;（2）随着受火面数的增加,自密实再生块体叠合剪力墙的耐火极限也随着降低;（3）轴压比对单面受火试件的耐火极限影响不明显,而双面受火试件和四面受火试件的耐火极限随着轴压比增大而降低;（4）钢筋直径的变化对单面受火试件的耐火极限影响不明显,而双面受火试件和四面受火试件的耐火极限随着竖向钢筋直径的增大略微提升。3.开展了4片自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的拟静力试验,探究了受火时间、钢管防火涂料和墙肢截面宽厚比对自密实再生块体混凝土叠合剪力墙火灾后抗震性能的影响。研究表明:（1）4片剪力墙的破坏位移角均满足规范的要求,且延性系数均较大,表明均具有良好的变形能力;（2）受火60min后试件较未受火试件在水平承载力、变形能力、初始刚度、耗能能力等方面均一定程度下降,但下降幅度较小,表明受火60min后自密实再生块体混凝土叠合剪力墙仍具有良好的抗震性能;（3）暗柱钢管外表面喷涂防火涂料对试件火灾后抗震性能影响有限;（4）适当增加墙肢截面宽厚比明显提高了剪力墙火灾后的水平承载力,初始刚度、刚度退化和耗能能力也有不同程度的提升,但变形能力变差,表明适当增加墙肢截面宽厚比对火灾后抗震性能有明显影响。
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