受火后鋼混凝土組合梁材料性能試驗(yàn)研究

姚偉發(fā)，黃僑，張娟秀

（東南大學(xué)交通學(xué)院橋梁工程系，南京 210096）

摘要：為研究火災(zāi)高溫后組合梁橋的基本材料力學(xué)性能與特征，共制作3片具有代表性的縮尺梁模型：簡(jiǎn)支T形梁、簡(jiǎn)支箱形梁及連續(xù)箱形梁，利用火災(zāi)試驗(yàn)爐進(jìn)行局部三面受火試驗(yàn)，并給出詳細(xì)的試驗(yàn)方案。通過(guò)受火后取樣試件與未受火試件的材性試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)受火（最高溫度在700～900 ℃）對(duì)鋼板材料的屈服強(qiáng)度及極限強(qiáng)度均有一定程度的降低，降低幅度為10%～20%；而鋼板材料彈性模量隨溫度升高略有變化，但變化值不大?；馂?zāi)對(duì)混凝土強(qiáng)度材性的影響可以忽略不計(jì)，但對(duì)其冷卻后的材料強(qiáng)度有一定影響，相對(duì)于常溫混凝土其強(qiáng)度會(huì)降低5%左右。

關(guān)鍵詞：橋梁；火災(zāi)；鋼混凝土組合梁；材料性能；試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U442.59文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：16744764（2015）03000110

Abstract：In order to investigate the basic mechanical performances of the composite girder under the fire loads， three typical experimental models including simplesupport Tsection girder， simplesupport boxsection girder， and continuous boxsection girder， were built. After establishing a detailed experimental plan， a fire experiment loaded on three sides was conducted in a laboratory fire furnace. The comparative study on the material characteristics of steel between the models before and after the fire loads showed that the yield and limit strengths decreased by 10%～20 % after fire loads with the 700～900 ℃.The elastic modulus of the steel girder only slightly changed with the increase of temperature. The influence on the concrete material during the fire could be almost ignored； however， 5% decrease of the concrete material strength could be found after cooling off. The results provided good experimental and theoretical foundation for determining the basic material characteristics in the antifire design of the composite girders.

Key words：bridges； fire； steelconcrete girder； material characters； experiments

隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)和綜合國(guó)力的增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展。然而，由于車輛的超載、超速、司機(jī)的疲勞駕駛等原因造成的交通事故越來(lái)越多。由事故及其他緣由所引發(fā)的橋梁火災(zāi)往往給橋梁帶來(lái)了較大的損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至引起橋梁垮塌，給人們生命及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大的損失[13]。

對(duì)于中國(guó)跨線橋廣泛使用的鋼–混凝土組合梁橋來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)具有良好的靜動(dòng)力性能和疲勞性能[4]。但在火災(zāi)高溫作用下，由于鋼材抗火的能力較之混凝土更差，與普通混凝土梁橋相比將會(huì)受到更大的損壞[5]，甚至引起橋梁的坍塌破壞。具體來(lái)說(shuō)，鋼材在高溫下強(qiáng)度和彈性模量降低，造成截面破壞和變形過(guò)大而失效、倒塌。鋼筋雖有混凝土的保護(hù)，但在高溫作用下強(qiáng)度降低，以致在外荷載引起的應(yīng)力下提前屈服而引起截面破壞；混凝土強(qiáng)度和彈性模量隨溫度升高而降低[6]；由于構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度的作用，可能造成構(gòu)件開(kāi)裂，彎曲變形；由于構(gòu)件熱膨脹，可能使相鄰構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大的位移和變形[78]。

然而，關(guān)于火災(zāi)安全措施的規(guī)定主要是針對(duì)建筑設(shè)計(jì)所需，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)卻缺少相應(yīng)的規(guī)定。例如美國(guó)AFPA 502：Standard for Road Tunnels，Bridges，and Other Limited Access Highways（公路隧道、橋梁及其他高速公路標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定：應(yīng)該防止導(dǎo)致公路橋梁或高架橋結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件破壞或完全倒塌的碰撞及高溫暴露發(fā)生。沒(méi)有任何規(guī)范制定了關(guān)于如何保護(hù)橋梁防火以免發(fā)生破壞或倒塌。與此相似，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EC1 part2關(guān)于荷載的內(nèi)容也沒(méi)有包含任何橋梁防火的設(shè)計(jì)條款。即使歐洲相關(guān)的規(guī)范如EC1 part12，EC2 part12，EC3 part12，EC4 part12也忽略了橋梁防火內(nèi)容。同樣，中國(guó)的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中也沒(méi)有包含任何有關(guān)橋梁防火的設(shè)計(jì)條款。

為研究火災(zāi)高溫后組合梁橋的基本材料力學(xué)性能與特征，制作了3片具有代表性的縮尺梁模型進(jìn)行局部火災(zāi)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)受火后取樣試件與未受火試件的材料試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，取得的一些有益的結(jié)論可為組合梁橋防火災(zāi)設(shè)計(jì)時(shí)材料基本特性取值提供基礎(chǔ)試驗(yàn)積累與理論依據(jù)。

1試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

1.1試驗(yàn)樣本

共制作了3片試驗(yàn)梁，代號(hào)分別為SCB1、SCB2以及SCB3，試驗(yàn)梁詳細(xì)制作參數(shù)見(jiàn)表1。

鋼梁均采用Q235鋼板在鋼構(gòu)件制作公司加工制作，混凝土板在試驗(yàn)室人工拌制，并進(jìn)行澆筑和養(yǎng)護(hù)。

1.2試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)在東南大學(xué)火災(zāi)試驗(yàn)室進(jìn)行，涉及的設(shè)備主要包括火災(zāi)試驗(yàn)爐、鋼材拉伸試驗(yàn)機(jī)?；馂?zāi)試驗(yàn)爐為大型水平試驗(yàn)爐（圖1），以天然氣為燃料。組合梁的靜力集中荷載采用千斤頂施加。

1.2.1大型水平試驗(yàn)爐

爐體內(nèi)尺寸：長(zhǎng)×寬×高=4.0 m×3.0 m×15 m。

單跨梁最大受火尺寸：4 m×0.4 m×0.4 m。

爐內(nèi)可增設(shè)分隔墻，分隔后的兩部分爐體可單獨(dú)使用也可同時(shí)使用；爐頂垂直加載系統(tǒng)可沿軌道移動(dòng)。

1.2.2鋼材拉伸試驗(yàn)機(jī)

該機(jī)采用調(diào)速精度高、性能穩(wěn)定的全數(shù)字伺服調(diào)速系統(tǒng)及伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，全數(shù)字控制器作為控制系統(tǒng)核心，以Windows為操作界面的控制與數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)力、試驗(yàn)力峰值、橫梁位移、試驗(yàn)變形及試驗(yàn)曲線的屏幕顯示。試驗(yàn)機(jī)主要參數(shù)為：試驗(yàn)力大小為1 000 kN；試驗(yàn)力測(cè)量范圍：2%～100%FS；試驗(yàn)力示值精度：示值精度±1%；最大拉伸空間：520 mm；最大壓縮空間：420 mm。

2受火試驗(yàn)[913]

2.1試驗(yàn)布置

2.1.1SCB1梁

1）火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)計(jì)

設(shè)定1.4 m長(zhǎng)的跨中部分梁段處于“三面”受火[10]（梁頂面、翼緣板側(cè)面不受火），為模擬工字形梁橋下局部受火，采用耐火隔熱棉對(duì)未受火部位進(jìn)行包裹隔熱，支座構(gòu)造為滾動(dòng)簡(jiǎn)支，火災(zāi)場(chǎng)景模擬方案見(jiàn)圖2與圖3。

2）溫度測(cè)點(diǎn)布置

鋼梁跨中截面為溫度場(chǎng)測(cè)試主截面（截面II），共布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)。鋼梁沿梁肋共設(shè)置3個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)（W1～W3）；混凝土板共設(shè)置4個(gè)測(cè)點(diǎn)（T1～T4），具體位置見(jiàn)圖4。

為確保主截面測(cè)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)正確性，在距主截面0.5 m處（截面ⅡⅡ）與主截面相同高度位置處布置同數(shù)量的溫度測(cè)點(diǎn)，鋼梁沿梁肋設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)（W1′～W3′），混凝土板內(nèi)設(shè)置4個(gè)測(cè)點(diǎn)（T1′～T4′），見(jiàn)圖4中括號(hào)內(nèi)編號(hào)。

2.1.2SCB2梁

1）火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)計(jì)

與SCB1梁類似，不再贅述，SCB2梁的現(xiàn)場(chǎng)布置以及截面形式見(jiàn)圖5。

2）溫度測(cè)點(diǎn)布置

以跨中截面為溫度場(chǎng)測(cè)試主截面（截面II），共布置10個(gè)測(cè)點(diǎn)。鋼梁上共設(shè)置6個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，其中在腹板內(nèi)側(cè)設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)（W11～W31），在腹板外側(cè)相應(yīng)位置設(shè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)（W12～W32）；混凝土板共設(shè)置4個(gè)測(cè)點(diǎn)（T1～T4）。

為確保主截面測(cè)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的正確性，在距主截面0.5 m處截面（截面ⅡⅡ）上與主截面測(cè)點(diǎn)相同高度處布置溫度場(chǎng)測(cè)點(diǎn)，箱梁腹板內(nèi)側(cè)布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)（W1′～W3′），混凝土板內(nèi)布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)（T1′～T4′）。

測(cè)試截面與溫度測(cè)點(diǎn)布置及編號(hào)見(jiàn)圖6（立面布置圖與SCB1梁相同，見(jiàn)圖4）。

2.1.3SCB3梁

1）火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)計(jì)

按連續(xù)梁布置，設(shè)定單跨失火時(shí)，中支點(diǎn)負(fù)彎矩處長(zhǎng)約1/3跨徑（0.9m）部分箱形梁段處于“三面”受火（梁頂面、翼緣板側(cè)面不受火），以模擬橋面局部受火，采用隔熱棉對(duì)未受熱部位進(jìn)行嚴(yán)實(shí)包裹隔熱，火災(zāi)場(chǎng)景模擬方案見(jiàn)圖7和圖8。

2）溫度測(cè)點(diǎn)布置

SCB3梁截面形式與SCB2梁相同，僅立面布置略有不同，見(jiàn)圖9，其余均與SCB2梁一致。

截面溫度測(cè)點(diǎn)布置及編號(hào)同于SCB2梁，見(jiàn)圖6。

2.2溫度荷載

橋梁發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火場(chǎng)溫度決定構(gòu)件內(nèi)部溫度，從而決定了構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間。本試驗(yàn)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線[11]（圖10），并恒定荷載（升溫期間作用于梁上荷載不變）升溫。

在點(diǎn)火前，首先對(duì)各試驗(yàn)梁常溫加載，使其達(dá)到各自設(shè)計(jì)試驗(yàn)荷載。加載穩(wěn)定后對(duì)試驗(yàn)梁做外觀檢查，三片試驗(yàn)梁外觀檢查均未見(jiàn)肉眼可見(jiàn)裂縫，測(cè)得試件變形較小。此外，亦未見(jiàn)試件其他異常情況，在再次確認(rèn)測(cè)試儀器正常工作情況下，開(kāi)始點(diǎn)火試驗(yàn)。

2.3溫度試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1水平試驗(yàn)爐

水平試驗(yàn)爐共分8個(gè)區(qū)，每區(qū)都設(shè)置了控溫?zé)犭娕迹瑹犭娕疾杉臏囟葦?shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算后與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度的偏離情況由計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)給燃燒控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)爐溫大小。

圖11所示為SCB1～SCB3梁試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)爐溫與前述ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線的對(duì)比情況。在開(kāi)始升溫期間爐溫與標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線相差較大，但歷時(shí)較短（5 min），對(duì)構(gòu)件受火試驗(yàn)影響不大。此后，爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度與標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線吻合較好。

2.3.2試驗(yàn)梁

1）SCB1梁

圖12給出SCB1試驗(yàn)梁頂板的溫度實(shí)測(cè)值。圖中可以看出，試件混凝土頂板存在較大的溫度梯度，靠近鋼腹板的測(cè)點(diǎn)溫度最高，受火半小時(shí)后接近360 ℃；而混凝土頂板頂部測(cè)點(diǎn)的測(cè)試溫度較低，受火半小時(shí)不到60 ℃；越靠近鋼腹板，其溫度越高，反之亦然。

圖13給出SCB1試驗(yàn)梁腹板的溫度實(shí)測(cè)值。整體上來(lái)說(shuō)，測(cè)點(diǎn)溫度上升速度快，而相同試驗(yàn)時(shí)間混凝土板溫度遠(yuǎn)低于鋼梁溫度。腹板W1及W2測(cè)點(diǎn)溫度值非常接近，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)溫度接近800 ℃。測(cè)點(diǎn)W3由于受到頂板混凝土的影響，其值較其他兩測(cè)點(diǎn)溫度低100 ℃左右。

3受火后材料性能試驗(yàn)

3.1材料試件取樣

試驗(yàn)均從受火后的試件中截取材料性能試驗(yàn)樣本，從被檢測(cè)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上直接截取材料試件進(jìn)行試驗(yàn)，能反映被試材料實(shí)際的狀態(tài)，尤其對(duì)于無(wú)論混凝土還是鋼材，由于在受火過(guò)程中其內(nèi)部溫度場(chǎng)分布不均勻，直接截取的材料試件實(shí)際上是一個(gè)非均勻?qū)訝钤嚇樱来瞬牧显嚰臏y(cè)試結(jié)果更具代表性，且由于是實(shí)物分析，更加全面系統(tǒng)，因而，具有更高的可信度。從工程上看，這種直觀簡(jiǎn)便且可靠的取樣方法，無(wú)論從現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性還是經(jīng)濟(jì)性、安全性考慮，都有極大的發(fā)展前途和實(shí)用價(jià)值。

3.2試驗(yàn)現(xiàn)象

SCB1、SCB2以及SCB3梁延火時(shí)間分別為32、34以及60 min。三者受火初期隨溫度升高，混凝土表面產(chǎn)生一定數(shù)量的水汽（圖18（a）），表面呈潤(rùn)濕狀態(tài)，混凝土板內(nèi)殘余水份不斷蒸發(fā)。

整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程SCB1、SCB2梁（簡(jiǎn)支梁）頂面混凝土板均未發(fā)現(xiàn)裂縫，但SCB3梁（連續(xù)梁）受火節(jié)段頂面混凝土板發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，且隨受火時(shí)間不斷發(fā)展。同時(shí)，SCB3梁卸載降溫后，可見(jiàn)受火腹板、底板鋼板呈青色；中支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)箱梁受火梁段的中橫隔板附近的底板、腹板均產(chǎn)生明顯的屈曲現(xiàn)象（圖19）。

3.3鋼材材性試驗(yàn)

3.3.1試件取樣

火災(zāi)高溫對(duì)鋼材的影響主要來(lái)自于以下3個(gè)方面：

1）高溫下原子的原有熱振動(dòng)加劇并且擴(kuò)散，鋼材產(chǎn)生軟化，達(dá)到一定程度后抵消硬化的影響；

2）高溫下原子間的結(jié)合力降低，增大其滑移變形，減小了抗滑能力；

3）在1 400 ℃以上時(shí)，鋼材進(jìn)入液態(tài)相，失去了抵抗荷載的能力。因此火災(zāi)高溫對(duì)冷加工鋼筋的影響大于熱軋鋼筋。同時(shí)，火災(zāi)高溫的影響還與鋼材種類和生產(chǎn)加工工藝有關(guān)。

針對(duì)本次試驗(yàn)梁，在其制作構(gòu)件時(shí)，選用與其相同批次的鋼材試樣留待材性對(duì)比試驗(yàn)；并在構(gòu)件受火試驗(yàn)完成后，采用機(jī)械切割的方式從試件中割取鋼板試樣用作受火后材性試驗(yàn)（圖20）。

3.3.2試樣尺寸

厚度大于3 mm的鋼板矩形橫截面試樣[12]（圖21（a））：Lc≥L0+1.5 S01/2。式中：Lc為試樣平行長(zhǎng)度，mm；L0為試樣原始標(biāo)距，mm，L0=k S01/2，比例系數(shù)k值取為5.65；S0為試樣原始橫截面面積，mm2，S0=a×b，a為試樣厚度，mm，b為試樣平行長(zhǎng)度的寬度，mm。

試樣均以機(jī)械加工的方式進(jìn)行加工，平行長(zhǎng)度和夾持頭部之間以過(guò)渡弧連接，試樣頭部制成適合于試驗(yàn)機(jī)夾持的形狀，夾持端和平行長(zhǎng)度之間的過(guò)渡弧的半徑為12 mm，試樣加工設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖21（b）。共制作27件試驗(yàn)試樣（圖22），試樣取樣情況見(jiàn)表2。

3.3.3材性試驗(yàn)

鋼板材性試驗(yàn)主要測(cè)定受火試驗(yàn)前后鋼材屈服強(qiáng)度以及極限強(qiáng)度。同時(shí)，粘貼鋼筋應(yīng)變計(jì)，以便在試樣拉伸試驗(yàn)時(shí)測(cè)定鋼材應(yīng)變，從而測(cè)定鋼材的彈性模量。其中，選取SCB01～SCB03、SCB11～SCB13、SCB21～SCB26及SCB31底/腹～SCB36底/腹試樣粘貼應(yīng)變計(jì)。

鋼板的材性試驗(yàn)均在常溫下進(jìn)行，且試樣以火災(zāi)試件自然冷卻后割取的鋼板制成，以確保試驗(yàn)所測(cè)材性為高溫后材料的性能，鋼材材性試驗(yàn)均在東南大學(xué)材料試驗(yàn)室試驗(yàn)機(jī)上按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行（圖23）。

3.3.4試驗(yàn)結(jié)果

表3、表4分別給出了受火前后鋼板屈服強(qiáng)度σy、極限強(qiáng)度σb的試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果表明鋼板試樣無(wú)論屈服強(qiáng)度或極限強(qiáng)度在經(jīng)火災(zāi)環(huán)境高溫作用后均較之常溫下有一定程度降低，且屈服強(qiáng)度σy降低程度大于極限強(qiáng)度σb。以高溫后鋼板強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與常溫下鋼板強(qiáng)度實(shí)測(cè)值比較可知，SCB1、SCB2構(gòu)件鋼腹板強(qiáng)度降低10%～15%（受火最高溫度在700～800 ℃），SCB3試件鋼腹板屈服強(qiáng)度降低20%左右（受火最高溫度在800～900 ℃）。三者極限強(qiáng)度降低幅度均小于其屈服強(qiáng)度的降低幅度，在受火最高溫度700～800 ℃情況下鋼材的極限強(qiáng)度降低最大幅度在10%左右，在受火最高溫度不超過(guò)800～900 ℃情況下鋼材的極限強(qiáng)度降低最大幅度在15%左右。

依據(jù)試件上粘貼的鋼筋應(yīng)變計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)綜合分析后可以繪制出未受火及經(jīng)歷不同高溫自然冷卻后鋼材的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖，見(jiàn)圖24。由圖可知鋼材的彈性模量和屈服強(qiáng)度的變化前述一致，此處不再贅述。

3.4混凝土材性試驗(yàn)

3.4.1試件取樣

一般來(lái)說(shuō)，高溫造成混凝土強(qiáng)度損失和變形性能退化的主要原因有：

1）水分蒸發(fā)后形成的內(nèi)部空隙和裂縫；

2）粗骨料和其周圍水泥砂漿體的熱工性能不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生變形差和內(nèi)應(yīng)力；

3）骨料本身受熱膨脹破裂，這些內(nèi)部損傷的發(fā)展和積累隨溫度升高而更加嚴(yán)重；

4）當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水泥石中的氫氧化鈣開(kāi)始分解導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)破壞；

5）混凝土內(nèi)部溫度梯度引起的內(nèi)應(yīng)力將導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生與發(fā)展。

在受火試件混凝土板澆筑時(shí)，以同批次混凝土制作兩組共6塊150 mm×150 mm×150 mm標(biāo)準(zhǔn)尺寸混凝土立方體試塊（試件編號(hào)1～6）。該組混凝土試樣與試件以相同條件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在常溫下測(cè)試其強(qiáng)度，以確定試件混凝土的立方體強(qiáng)度。

SCB1～SCB3試件受火試驗(yàn)后，在受火部位以取芯的方式從受火后的試驗(yàn)梁中取出圓柱形混凝土試塊。高徑比為1∶1時(shí)，公稱直徑為70～75 mm圓柱體芯樣試件的抗壓強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件（公稱直徑為100 mm，高徑比為1∶1的混凝土圓柱體試件）的抗壓強(qiáng)度基本相當(dāng)[13]，因此，每個(gè)試件分別取出3塊70 mm×70 mm的混凝土圓柱體（試件編號(hào)SCB11～ SCB33），測(cè)出的圓柱體混凝土強(qiáng)度即為高溫后混凝土標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件混凝土強(qiáng)度，取芯后混凝土試樣見(jiàn)圖25。

由于混凝土板底部直接受火，混凝土受損較嚴(yán)重，取芯時(shí)，板底部混凝土發(fā)生了破損現(xiàn)象，見(jiàn)圖25（b），后期混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)用芯樣試件均以去除這部分破損混凝土后并用磨光機(jī)進(jìn)行端面處理后加工而成。

3.4.2材性試驗(yàn)與數(shù)據(jù)

為使試驗(yàn)結(jié)果比較更具合理性，受火前后混凝土強(qiáng)度試件試驗(yàn)時(shí)間均安排在同一天進(jìn)行。試驗(yàn)在東南大學(xué)材料試驗(yàn)室液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，表6給出了常溫與受火燒后混凝土立方體強(qiáng)度測(cè)試值。

對(duì)比表6、表7可以看出，對(duì)于受火時(shí)間不長(zhǎng)的SCB1梁（32 min）與SCB2梁（34 min）混凝土試件，其溫度場(chǎng)處于較低水平，混凝土冷卻后，其強(qiáng)度相較于常溫混凝土強(qiáng)度降低幅度不到2%，火災(zāi)對(duì)其強(qiáng)度影響有限，可以認(rèn)為未發(fā)生顯著變化。但是對(duì)于受火時(shí)間較長(zhǎng)的SCB3梁（60 min）混凝土試件，火災(zāi)對(duì)其冷卻后的強(qiáng)度有一定影響，相對(duì)于常溫混凝土其強(qiáng)度會(huì)降低5%左右，但影響程度小于火災(zāi)高溫對(duì)同樣試驗(yàn)條件鋼板的影響。

4結(jié)論

針對(duì)火災(zāi)高溫后鋼混凝土組合梁的材料性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，共制作3片鋼混凝土組合梁試驗(yàn)構(gòu)件，分別為簡(jiǎn)支T形梁、簡(jiǎn)支箱形梁及連續(xù)箱形梁。通過(guò)受火后取樣試件與未受火試件的材性試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，得到以下結(jié)論：

1） 受火（最高溫度在700～900 ℃）對(duì)鋼板材料的屈服強(qiáng)度及極限強(qiáng)度均有一定程度的降低，可以達(dá)到15%～20%。

2） 受火（最高溫度在700～900 ℃）環(huán)境下鋼板材料彈性模量隨溫度升高略有變化，但變化值不大，故對(duì)于鋼腹板火災(zāi)高溫后彈性模量可不予折減。

3） 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下受火時(shí)間小于30 min，可忽略不計(jì)火災(zāi)對(duì)混凝土強(qiáng)度材性的影響。

4） 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線下受火時(shí)間大于60 min，火災(zāi)對(duì)其冷卻后的材料強(qiáng)度有一定影響，相對(duì)于常溫混凝土其強(qiáng)度會(huì)降低5%左右。

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（編輯王秀玲）