混凝土板受火性能分析及整體結(jié)構(gòu)中連續(xù)板抗火試驗(yàn)研究近年來(lái)建筑火災(zāi)發(fā)生次數(shù)居高不下,導(dǎo)致大量建筑發(fā)生受火損傷、破壞甚至災(zāi)難性倒塌。受火時(shí)結(jié)構(gòu)的安全以及受火后結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)問(wèn)題一直受到科研和工程技術(shù)人員的極大關(guān)注。為深入了解鋼筋混凝土板的受火性能,本文采用自編程序?qū)κ芑饡r(shí)和受火后鋼筋混凝土板的力學(xué)行為進(jìn)行了非線(xiàn)性分析。由于構(gòu)件之間復(fù)雜的相互作用,使得整體結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土板的實(shí)際抗火性能遠(yuǎn)好于構(gòu)件試驗(yàn)中單個(gè)板的抗火性能。因此本文繼續(xù)對(duì)整體結(jié)構(gòu)中2×3鋼筋混凝土連續(xù)板格進(jìn)行了抗火試驗(yàn)研究。同時(shí)對(duì)整體結(jié)構(gòu)中2×2連續(xù)板格的受火振動(dòng)性能進(jìn)行了探索性研究。具體的研究工作如下:(1)采用自編有限元熱分析程序?qū)κ芑鸾Y(jié)構(gòu)的瞬態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬,模擬過(guò)程考慮了水分蒸發(fā)的影響,相對(duì)于經(jīng)典溫度場(chǎng)分析結(jié)果,模擬結(jié)果精度更高。算例分析證實(shí)了溫度場(chǎng)模擬的有效性和準(zhǔn)確性,為后續(xù)受火時(shí)和受火后混凝土的非線(xiàn)性分析奠定了基礎(chǔ)。(2)基于溫度場(chǎng)分析結(jié)果,采用自編非線(xiàn)性有限元程序?qū)Τ睾透邷叵?受火時(shí))鋼筋混凝土板的受力性能進(jìn)行了模擬分析。程序采用分層大撓度板單元及經(jīng)典彈塑性理論,在各分層上分別建立混凝土和鋼筋的二維熱力彈塑性本構(gòu)模型,從而更為準(zhǔn)確地模擬受火時(shí)混凝土壓碎、開(kāi)裂以及鋼筋屈服、強(qiáng)化行為。模擬結(jié)果表明上述模型能準(zhǔn)確地模擬鋼筋混凝土板的受火行為。耐火極限分析表明,對(duì)于混凝土單向板,規(guī)范要求的耐火極限與論文中采用的變形準(zhǔn)則和溫度準(zhǔn)則得到的耐火極限比較接近;對(duì)于混凝土雙向板,規(guī)范采用的耐火極限極限安全儲(chǔ)備較大?？紤]到實(shí)際結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷木薮蟛町?整體結(jié)構(gòu)中混凝土板的約束更強(qiáng),抗火性能更好,因此混凝土板的耐火極限研究還需要進(jìn)一步深入。(3)受火后板的極限承載力是確定受火后樓板選擇拆除或修繕的關(guān)鍵因素。論文提出了以有限元模擬為基礎(chǔ)的受火后板的極限承載力計(jì)算方法。該方法包括火場(chǎng)峰值溫度與持時(shí)估算、板內(nèi)溫度場(chǎng)模擬、有限元建模與計(jì)算三個(gè)部分。有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好,驗(yàn)證了模型的可靠性和合理性。(4)利用自主設(shè)計(jì)火災(zāi)試驗(yàn)爐對(duì)1棟3層3×3跨足尺結(jié)構(gòu)中連續(xù)(2×3)鋼筋混凝土板格的抗火性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。論文簡(jiǎn)要介紹了整體結(jié)構(gòu)模型、試驗(yàn)爐構(gòu)造與試驗(yàn)方案情況,描述了試驗(yàn)現(xiàn)象及裂縫特征,并對(duì)爐溫、板格沿截面的溫度梯度以及板格平面外與平面內(nèi)位移、受火鋼梁沿截面的溫度梯度及豎向撓度等試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。并與其他足尺受火試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比研究。試驗(yàn)提供了大量寶貴的數(shù)據(jù),有利于更深入了解混凝土板的受火行為。(5)對(duì)上述足尺結(jié)構(gòu)中連續(xù)板格的受火振動(dòng)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并首次利用希爾伯特變換對(duì)工程結(jié)構(gòu)的瞬時(shí)振動(dòng)頻率進(jìn)行了提取。研究發(fā)現(xiàn)振動(dòng)加速度信號(hào)強(qiáng)弱與邊界約束有重要關(guān)系