火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com2010年第1期(总第243期)混凝土理论研究Number1in20l0(Tota1No．243)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969／j．issn．1002-3550．2010．01．002火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场分析刘桂荣。宋玉普(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024)摘要：对火灾下钢筋混凝土剪力墙的温度场进行了有限元计算分析，得到了剪力墙截面温度场分布规律，计算结果与试验结果符合较好。在此基础上，分析了混凝土热工参数、迎火面对流系数及综合辐射系数对混凝土剪力墙温

2、度场的影响。结果表明：已有文献给出的混凝土热工参数对剪力墙温度场影响不大，但是温度场对迎火面对流系数及综合辐射系数的变化较为敏感。关键词：火灾；剪力墙；温度场；热工参数；对流系数；综合辐射系数中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2010)Ol一0004—03TemperaturefieldofreinforcedconcreteshearwallsexposedtofireLrUGui—tong．SONGYu-pu(StateKeyLaboratoryofCostalandOffshoreEngineering，DalianUniver

3、sityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：ThethermalfieldofreinforcedconcreteshearwallunderfireisanalyzedbyfiniteelementanalysissoftwareANSYSandthesectiontemperaturedistributionisobtained．Moreover，thenumericalandexperimentalresultsarecomparedandagoodagreementisshown．Basedonthefiniteele

4、mentmodel，adevelopedparametricanalysisisundertaken，inwhichthermalpropertiesofconcrete．convectioncoefficientandradimionfactoroftheexposedsurfacearetakenintoaccount．Theresultsindicatethatthermalpropertiesofconcretegivenbytherelateddocumentshavelit．tieeffectontemperaturefield．However，tempera

5、turedistributioniSsensitivetOchangesinconvectionandradiationfactorsoftheexposedside．Keywords：fire；shearwall；temperaturefield；therma1parameters；convectioncoemcient；combinedradiationfactor￡——火灾时间，S；0引言——材料导热系数，W／(m·K)。确定混凝土结构火灾下的温度场分布是进行火灾下力学1．2定解条件反应分析的前提，且对火灾后结构损伤的正确评估及修复加固为了求出火灾下混凝土构件温度场

6、分布，还需要确定结构也具有重要作用。钢筋混凝土结构温度场一般不受其内力和变的初始条件和边界条件。形状态影响，因而温度场分析可以先于结构分析独立进行Ⅲ。火(1)初始条件灾下混凝土结构温度场分析是一个复杂的非线性瞬态导热问初始条件指火灾开始时刻计算模型所具有的已知条件，一题，无法运用解析法求解。本文利用有限元ANSYS软件进行般假设整个结构的温度均匀，且等于环境温度，表示为：了混凝土剪力墙火灾下的温度场模拟，并与试验结果进行了对比。71(2)火灾下混凝土构件的温度场分布受材料热工参数等因素(2)边界条件的影响。通过试验研究各种参数对温度场的影响难度较大。本火灾中对流和辐射传热

7、明显，故边界条件中主要考虑这两文通过有限元计算分析研究了混凝土热1二参数以及迎火面对种因素的影响，边界条件表示为：流系数、综合辐射系数对混凝土剪力墙火灾下温度场的影响规律。一dlrnl(Tf—)+【(+273)4(T&273)4](3)⋯1温度场数学模型式中：一对流换热系数，w／(m·K)；1．1导热平衡方程h一综合辐射系数；当混凝土构件遭受火灾作用时，其内部温度场分布是一个o—Stefan．Boltzmann常数(o-=5．67x10W／(Ill·I(4))；非线性瞬态问题，导热微分方程为[2]：火焰温度，℃；pct++)』