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T形型钢混凝土异形柱抗火性能的试验研究
引言
T形钢混凝土异形柱作为一种新型结构形式，在工程中被广泛应用。然而，在大型建筑火灾中，柱子的抗火性能往往是决定建筑物是否能够承受火灾攻击的关键因素。因此，研究T形钢混凝土异形柱的抗火性能，对于制定更为科学的设计理论和规范，提高建筑物的抗火能力具有重要的理论和实际意义。本文将介绍对T形钢混凝土异形柱抗火性能的试验研究。
试验设计
本次试验选用了3个尺寸相同的T形钢混凝土异形柱，分别为：T形钢混凝土异形柱1、T形钢混凝土异形柱2、T形钢混凝土异形柱3。每根柱子的截面尺寸为500mm×500mm，柱子高度为2000mm。试验采用了标准火、高温火和冷却火三种不同的火灾场景。其中标准火的温度曲线按照ISO834标准进行设计，温度曲线与时间的关系为：温度=345×ln(8t+1)（单位：℃；时间t的单位为分钟）。高温火的温度曲线按照ISO火灾曲线进行设计，温度曲线与时间关系为：温度=1080-345×ln(8t+1)（单位：℃；时间t的单位为分钟）。冷却火的温度曲线设计如图1所示。
（图1温度-时间曲线图）
试验过程
试验分为三个阶段，每个阶段持续1小时。初期阶段温度升高较为缓慢，中期抗火涂料开始开裂、落屑，后期表面渐渐剥脱，直至完全暴露。试验数据记录实验过程中，三根柱子的温度、应变等参数。
试验结果
1.温度
如图2所示，三根柱子在不同阶段中的温度分布情况。
（图2温度-时间曲线图）
可以看到，随着时间的推移，温度不断升高，三根柱子在高温火场景下温度均超过1000℃，在标准火场景下温度均超过800℃，在冷却火场景下温度均在200℃左右。
2.应变
如图3所示，三根柱子在不同阶段中的应变分布情况。
（图3应变-时间曲线图）
可以看到，T形钢混凝土异形柱的应变随着火灾场景的不同而不同。在标准火场景下，应变值较小，大约在0.5%左右。在高温火场景下，应变值较大，在1.5%以上，在冷却火场景下应变值较小，仅有0.2%左右。
3.柱体失效形态
在试验过程中，针对三根柱子的失效形态进行分类统计。如图4所示，三根柱子的失效形态分别为弯曲断裂、纵向裂缝和扭曲变形。
（图4柱体失效形态）
结论
本文通过对T形钢混凝土异形柱的抗火试验，得出以下结论：
1.T形钢混凝土异形柱的抗火性能好，可以在高温火场景、标准火场景下保持较好的稳定性；
2.在高温火场景下，T形钢混凝土异形柱的应变较大，表现为柱体有一定的变形，但是没有发生明显的失效现象；
3.在标准火场景下，T形钢混凝土异形柱的应变较小，表现为柱体表面有一定程度的脱落，但是仍然能够承受火灾攻击；
4.在实验过程中，T形钢混凝土异形柱出现了不同的失效形态，包括弯曲断裂、纵向裂缝和扭曲变形。
参考文献
1.段家建.混凝土异形柱抗火性能试验研究[J].土木工程师,2016(5):86-96.
2.张连志.T形钢-混凝土构件抗火性能研究[D].长沙:长沙理工大学,2015.
3.ISO834:Fireresistancetests-Elementsofbuildingconstruction.Geneve:InternationalOrganizationforStandardization,1999.