火灾后型钢混凝土柱剩余承载力数值模拟分析

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1、第31卷增刊Vol.31Suppl工程力学2014年6月June2014ENGINEERINGMECHANICS91文章编号：1000-4750(2014)Suppl-0091-08火灾后型钢混凝土柱剩余承载力数值模拟分析112唐跃锋，李俊华，孙彬(1.宁波大学建筑工程与环境学院，浙江，宁波315211；2.中国建筑科学研究院，北京100013)摘要：利用MSC.MARC软件对火灾后型钢混凝土柱的截面温度场及剩余承载力进行了模拟分析，数值分析结果得到了试验验证。考虑混凝土强度、长细比、含钢率、荷载偏心率、受火时间等参数，利用MSC.MARC软件对ISO834标准火灾

2、作用后型钢混凝土柱剩余承载力进行了进一步计算。计算结果表明，经历ISO834标准火灾作用后，型钢混凝土柱的极限承载力显著降低，在该文参数范围内，承载力降低幅度在8.5%~45.3%变化。定义火灾作用后型钢混凝土柱剩余承载力与常温下型钢混凝土柱极限承载力的比值k为火灾后型钢混凝土柱剩余承载力影响系数。数值模拟分析结果表明，混凝土强度、截面含钢率、受火时间对k值的影响较大，而长细比、偏心率对k值的影响相对较小。在数值计算结果基础上，通过回归分析的方法得到了火灾后型钢混凝土柱剩余承载力影响系数k的简化计算公式，公式计算结果与数值模拟分析结果符合较好。关键词：火灾后；型钢混

3、凝土；柱；温度场；剩余承载力；数值模拟中图分类号：TU375.3文献标志码：Adoi:10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.S031NUMERICALSIMULATINGANALYSISFORRESIDUALLOADBEARINGCAPACITYOFSTEELREINFORCEDCONCRETECOLUMNSAFTEREXPOSURETOFIRE112TANGYue-feng,LIJun-hua,SUNBin(1.SchoolofCivilEngineeringandEnvironment,NingboUniversity,Ningbo,

4、Zhejiang315211,China;2.ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China)Abstract:ThenumericalsimulatinganalysisforthesectionaltemperaturefieldandresidualloadbearingcapacityofsteelreinforcedconcretecolumnsafterexposuretofireiscarriedoutbyusingelementanalysissoftwareMSC.MARC.Thesimulat

5、ingresultsareverifiedtobecorrectbytestresults.Then,theinfluenceofparameters,suchasconcretestrength,slenderness,steelratio,loadeccentricityandtemperatureelevatingtimeonresidualloadbearingcapacityofsteelreinforcedconcretecolumnsafterexposuretoISO834standardfireisstudiedbyusingMSC.MARC.Nu

6、mericalsimulatingresultsshowthattheultimatestrengthofsteelreinforcedconcretecolumnsafterexposuretoISO834standardfiredecreaseremarkably,comparedwiththatatnormalroomtemperature.Thedecreasingdegreeisrangedfrom8.5%to45.3%intheparametersdesigned.Theratioofresidualstrengthafterexposuretofire

7、toultimatestrengthatnormalroomtemperatureofsteelreinforcedconcretecolumnsisdefinedasresidual-load-bearing-capacityinfluencecoefficientk.Resultsfromnumericalsimulationshowthatconcretestrength,steelratio,andtemperatureelevatingtimehaveremarkableinfluenceonk,whileslendernessandloadeccen