混凝土结构在钠火作用下的耐火性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文混凝土结构在钠火作用下的耐火性能研究硕士研究生：张堂乐指导教师：李晓霁教授学科、专业：土木工程论文主审人：王振清教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文混凝土结构在钠火作用下的耐火性能研究硕士研究生：张堂乐指导教师：李晓霁教授学位级别：工学硕士学科、专业：土木工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2017年12月27日论文答辩日期：2018年03月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegree

2、ofM.EngStudyontheFireResistancePropertiesofConcreteStructuresunderSodiumFireCandidate:ZhangTangleSupervisor:Prof.LiXiaojiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:CivilEngineeringDateofSubmission:Dec.27,2017DateofOralExamination:Mar.11,2018University:HarbinEngineeringUniv

3、ersity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门

4、或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要研究钠火作用下混凝土结构耐火性能以及结构防护措施效果，对于我国钠冷快堆核岛厂房的结构设计具有非常重要的意义。本文以四种不

5、同厚度混凝土板块和三个不同防护措施钢筋混凝土小室为研究对象，建立两组钠火实验平台，通过对实验中混凝土温度和应变的测量与采集，分析其温度和应力的变化规律；并利用ABAQUS对各试件进行数值模拟，验证有限元软件用于钠火分析的可行性；最后对钠火作用后的试件进行钻芯取样，测量芯样的抗压强度。主要研究内容如下：（1）基于钠火对混凝土侵蚀实验平台，分别对四种厚度混凝土板块进行钠火实验，得到各板块火灾破坏情况，以及温度和应力的分布规律。结果表明：当喷射的液钠质量在1.5kg以上时，板块受火面混凝土会发生深度约为1cm的侵蚀破坏现象；同时各板块所受的最大压应力均未超过14MPa

6、，而300mm厚混凝土板块底层测点的最高温度仅有38℃，即300mm厚混凝土板块在钠火灾中具有良好的隔热效果。（2）基于最不利房间钠火实验平台，分别对三个钢筋混凝土小室进行钠火实验，通过分析小室墙体内温度和应力的变化规律，得到各小室内部空间防护措施的隔热效果。结果表明：当墙体防护措施为2mm厚碳钢板覆面+10mm厚岩棉板时，即能有效的隔绝钠火燃烧热量，并且将墙体内的最高温度限制在45℃左右；当墙体的防护措施增加到6mm厚碳钢板覆面+70mm厚硅酸铝棉板+30mm厚岩棉板时，不仅把墙体的最高温度降低到34℃以下，同时也将墙体的热应力限制在-1~1MPa之间。（3）

7、利用ABAQUS对钠火实验中的混凝土试件进行建模分析，并将数值模拟与实验结果进行对比。结果表明：在数值模拟中，小室的左、后墙体受热和受力情况及板块的温度分布，均与实验吻合较好，ABAQUS进行钠火分析具有较高的可行性。（4）在钠火实验结束后，对各实验试件钻芯取样，进行圆柱体抗压性能实验。结果表明：与对照组相比，各小室左、后墙体混凝土的抗压强度均未发生明显变化；而300mm厚板块混凝土抗压强度和峰值应变分别下降28%和24%。关键词：钠火作用；防护措施；侵蚀破坏；抗压性能AbstractTostudythefireresistanceofconcretestruc

8、turesandthee