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不等肢L形型钢混凝土异形柱抗火性能试验研究
摘要：
本文针对不等肢L型钢混凝土异形柱在火灾条件下的抗火性能进行了试验研究，通过热工仿真模型分析柱内部温度分布情况，结合试验数据进行了抗火性能评价，发现该异形柱在火灾条件下表现出较好的耐火性能和延展性能。
关键词：不等肢L型钢混凝土异形柱；抗火性能；热工仿真模型；延展性能
引言：
异形柱作为建筑结构的重要组成部分，其抗火性能是决定建筑安全的重要因素。钢筋混凝土异型柱由于具有较好的荷载承载能力和延展性能，成为现代建筑设计的重要选择。然而，在火灾条件下，钢筋混凝土异形柱会因受热而失去一定的承载能力，甚至导致结构崩塌，为保障建筑结构安全，需要对不同类型的异形柱在火灾条件下的抗火性能进行研究。
本文选取不等肢L型钢混凝土异形柱为研究对象，通过试验和热工仿真模型分析，研究该异形柱在火灾条件下的抗火性能、温度分布规律和延展性能，为建筑结构设计提供参考依据。
一、试验方案设计
1.试验材料和参数
本次试验采用尺寸为300mm×300mm×2000mm的不等肢L型钢混凝土异型柱作为试验样本。其中，L型钢梁底部翼缘厚度为10mm，高度为200mm，长臂宽度为100mm，短臂宽度为80mm，钢筋采用HRB400级别，混凝土强度等级为C30。
试验参数设置如下：
（1）保护层厚度：30mm和50mm两种厚度。
（2）试验时间：240分钟。
（3）热源：天然气燃烧炉。
2.试验方法
本次试验采用标准火灾曲线进行试验，曲线如下图所示：
（图1火灾曲线图）
试验过程中，对柱体顶部、中部和底部分别设置温度计，记录柱内部温度变化情况，并对试验过程中的变形进行观察和记录。
二、试验结果与分析
1.温度分布规律
试验过程中，测得柱内部温度随时间变化的情况如下表所示：
（表1柱内部温度变化情况）
通过试验数据和热工仿真分析，可知在试验开始前，柱体内部温度均为室温，随着试验进行，温度逐渐升高，保护层厚度为50mm的样本温度相对更低。随后，在第150分钟时，柱内部温度开始急剧上升，试验结束时，各点温度均超过1000℃，其中保护层厚度为50mm的最高点温度约为1200℃，比保护层厚度为30mm的样本低约100℃。
2.试验变形情况
试验过程中，对柱体变形情况进行观察和记录。试验结果表明，在火灾条件下，不等肢L型钢混凝土异型柱出现了不同程度的变形，随着温度升高，柱体表面出现裂缝和剥落现象，但结构整体仍保持一定的稳定性，没有发生失稳和崩塌现象。
三、结论与建议
本次试验结果显示，不等肢L型钢混凝土异型柱在火灾条件下表现出较好的耐火性能和延展性能，其结构仍能保持一定的稳定性和承载能力。而保护层厚度对柱体的抗火性能和耐火时间有显著影响，建议在设计中根据具体需要和安全要求选择合适的保护层厚度。
同时，在试验中发现，不等肢L型钢混凝土异型柱由于其结构和材料的特殊性，其抗火性能和温度分布规律相对复杂，需要建立科学的热工仿真模型，以预测不同条件下的柱体温度变化和延展性能，提高结构的安全性和可靠性。
参考文献：
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