高温下GFRP筋混凝土柱温度场模拟及热力耦合分析

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文高温下GFRP筋混凝土柱温度场模拟及热力耦合分析作者姓名：马哲汉入学年份：2013年9月指导教师：孙丽教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期:2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期:2016年1月答辩委员会主席：邓德全答辩委员会组成：邓德全秦桂娟张曰果李兵孙立晔宋岩升张皓论文评阅人：王述红宋岩升硕士研究生学位论文摘要I摘要GFRP筋与钢筋相比，具有耐腐蚀、轻质高强、抗疲劳等特点，在结构腐蚀方面，GFRP筋可以取代钢筋，并有效的解决了混凝土结构由于腐蚀而引

2、起的耐久性问题，从而延长了混凝土结构的使用寿命。火灾是人类生活中很重要的一类灾害，火灾是具有毁灭性的，因此，混凝土结构的抗火性能的研究是不容忽视的。目前，在GFRP筋混凝土粘结滑移、结构强度和疲劳等方面国内外大量学者已进行较多的实验和理论研究，而火灾高温下的GFRP筋混凝土结构力学性能研究还不是很丰富。所以，GFRP筋混凝土结构的抗火性能研究是十分必要的，该方面的研究同样利于制定混凝土结构的防火规范，并且可以用来指导其工程实际应用。正是由于在GFRP筋混凝土结构抗火性能研究中的试验模拟的设备造价昂贵且要求很高，而且还存在着一定的危险性，所以采用有限元模拟的方法对GFRP筋

3、混凝土结构的研究具有着重要的意义。本文通过运用大型有限元分析软件ABAQUS对GFRP筋混凝土柱进行模拟，主要研究内容包括如下几个方面：1)分别对GFRP和混凝土这两种材料的高温力学特性进行理论阐述，并将其与常温下的GFRP和混凝土的力学性能相对比，并研究其相关的影响因素；2)运用ABAQUS软件对GFRP筋混凝土柱进行温度场分析，分别分析升温曲线、受火面数、受火时间和截面尺寸对GFRP筋混凝土柱截面温度场的影响；3)在GFRP筋混凝土柱截面温度场分析的基础上，应用ABAQUS软件的热力耦合分析对GFRP筋混凝土柱在单调荷载作用下的力学性能进行研究，得出其力学性能下降的规

4、律。并进一步分析温度、配筋率，截面尺寸以及受火面对GFRP筋混凝土柱高温力学性能的影响；4)对GFRP筋混凝土结构火灾后的检测鉴定与加固方法进行归纳总结并指出我国在火灾后结构检测鉴定与加固行业中存在的问题。关键词：GFRP；混凝土柱；热力耦合；温度场II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractComparedwiththereinforcement,GFRPhasthecharacteristicsofcorrosionresistance,lightweight,highstrength,antifatigueandsoon.Int

5、heaspectofstructurecorrosion,GFRPcanreplacesteelbars,andcaneffectivelysolvetheproblemofdurabilityofconcretestructuresduetocorrosion,soastoprolongtheservicelifeofconcretestructures.Fireisaveryimportantkindofdisasterinhumanlife,fireisdevastating,sotheresearchonfireresistanceofconcretestruct

6、urescannotbeignored.Atpresent,alotofexperimentsandtheoreticalstudieshavebeencarriedoutathomeandabroadintheaspectsofbondslip,structuralstrengthandfatigueofGFRPreinforcedconcrete,whilethemechanicalpropertiesofGFRPreinforcedconcretestructuresunderfireathightemperaturesarenotveryrich.Therefor

7、e,itisnecessarytostudytheantifireperformanceofGFRPreinforcedconcretestructures.Theresearchinthisfieldisalsogoodfortheconstructionoffirecodesforconcretestructuresandcanbeusedtoguidetheengineeringapplication.Itisduetothehighcostoftheequipmentandtherequirementoftheequi