火灾后钢筋混凝土梁温度场和力学性能研究

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1、蛳惹。篡。第V4o41．4卷4第No9．9期2S0e1p3t．年20913月火灾后钢筋混凝土梁温度场和力学性能研究高志辉，刘勤，杨向坤，李显辉2(1．北方工程设计研究院有限公司，050011，石家庄；2．太原理工大学，030024，太原)摘要：利用ABAQUS有限元软件分析火灾后钢筋混凝土梁的温度场，并与原模型试验结果进行比较，在此基础上分析其受弯承载力变化，得出钢筋混凝土梁高温后力学性能的变化特征，结论为钢筋混凝土结构火灾后的加固提供参考。关键词：钢筋混凝土梁：温度场；受弯承载力中图分类号：TU755．7文献标识码：A文章编号：

2、1000—4726(2013)09—0848—04ANALYSISOFRESTRAINEDREINFORCEDCONCRETEBEAMSTEMPERATUREFIELDANDMECHANICALPROPERTIESAFTERFIREGA0Zhi-hui1．LIUQin1，YANGXiang．kun1．LIXian-hui(1．NorendarInternationalLtd．，050011，Shijiazhuang，China；2．TaiyuanUniversityofTechnology，030024，Taiyuan，China

3、)Abstract：Firstly，thepaperanalysedthetemperature-fieldofareinforcedconcretebeamafterfirebytheABAQUSFiniteElementSoftware，andproveditsreasonablebycomparingwiththeexperimentresults，thenfurtheranalysedthemechanicalpropertieschangesofthereinforcedconcretebeamafterfire，the

4、conclusioncanprovideareferenceforreinforcementofthereinforcedconcretestructureafterfire．Keywords：reinforcedconcretebeam；temperaturefield；bearingcapacity钢筋混凝土结构由于施工方便、造价低、承载力可薄弱环节。由于结构力学反应不影响结构的温度分布，靠，在我国应用十分普遍。研究钢筋混凝土结构在火灾本文使用简化的约束梁模型，利用ABAQUS有限元软前后力学性能的变化规律、火灾后结构的损伤程

5、度和件，先后对火灾后钢筋混凝土梁的温度场和受弯承载安全性评估及重复利用的条件和修复方法等问题，具力变化进行数值分析，为进一步进行理论研究和工程有突出的现实意义。加固提供依据。目前，火灾中钢筋混凝土结构性能的研究主要分1试验及模型为火灾前后力学性能变化特征的研究和火灾后结构各方面性能和重复利用的研究。钢筋混凝土构件由两约束梁指两端边界条件为半固定的钢筋混凝十种物理力学性能差异较大的材料组合承担各种荷载，梁。试件共2个，一个为基础构件(编号A)，另一个为拟在高温作用下，钢筋和混凝土的物理力学性能及两者高温损伤构件(编号B)。为模拟梁端

6、的半固定约束，采粘结力不同程度地发生退化，直接导致截面或构件的用几何尺寸、线刚度及含钢率约为混凝土梁10倍的混承载能力降低。由于结构的超静定特性，局部截面或构凝土柱与梁整体现浇，约束梁及截面配筋如图1。件进行弹塑性或塑性后内力重分布，火灾发生部位的不确定性，会导致结构的破坏状态和形式呈现多样性和不确定性。另外，由于火灾中结构上的活荷载消失及结构多具有抗震性能，表面上虽然构件和结构并未倒塌破坏，但结构重新承受荷载的能力、耐久性及结构的l试验模型抗震性能需重新鉴定和评估，并采取合理的修复措施梁跨度1．8m，截面配筋按实际工程确定，配筋

7、率、后方能有条件地使用。配箍率与原型梁一致，截面尺寸按几何相似的原则缩钢筋混凝土结构的基本构件多以杆件、板件和墩尺，比例为1：2．2。的形式存在，且板的受弯承载力和柱墙的受压承载力在混凝土梁跨中截面(受力最大)，通过热电偶测余量一般较大，因此火灾中梁的受弯承载力和刚度是定截面不同位置的温度，布置8个测温点(图2)。收稿日期：2013—05—20静力加载试验为在梁1／3处单向加载直到梁弯曲作者简介：高志辉(1981一)，男，河北井陉人，工程师，e—mail破坏如图3所示。gaozhihui2005@126．com．2013年9月高志

8、辉，等：火灾后钢筋混凝土梁温度场和力学性能研究·849·高温过火后钢材的弹性模量基本保持不变，屈服强度受高温影响会有一定程度的降低，强度降低系数采用如下拟合公式进行计算问：量，=1．0Tm≤400℃(2)j，=1+2．23~104(Tm-20)一5