钠火下混凝土板块受力性能实验和数值模拟

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1、分类号：密级：1UDC：编号：1专业硕士学位论文（工程硕士）钠火下混凝土板块受力性能实验和数值模拟硕士研究生：巩磊指导教师：何建教授企业导师：邓冬梅高级工程师工程领域：建筑与土木工程论文主审人：梁文彦副教授哈尔滨工程大学2018年06月分类号：密级：1UDC：编号：1专业硕士学位论文（工程硕士）钠火下混凝土板块受力性能实验和数值模拟硕士研究生：巩磊指导教师：何建教授企业导师：邓冬梅高级工程师学位级别：工程硕士工程领域：建筑与土木工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2018年05月11日论文答辩日期：2018年06月09日学位授予单

2、位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）ExperimentandNumericalSimulationontheMechanicalPropertiesofConcretePlatesunderSodiumFireCandidate:GongLeiSupervisor:Prof.HeJianAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngin

3、eeringField:ArchitecturalandCivilEngineeringDateofSubmission:May,11,2018DateofOralExamination:June,09,2018University:HarbinEngineeringUniversity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

4、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

5、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：年月日年月日钠火下混凝土板块受力性能实验和数值模拟摘要研究混凝土结构在钠火作用下破坏特征以及受热、受力情况，对快堆核岛厂房的防钠火设计具有非常重要的意义。本文基于实际工程背景，制作了四种不同厚度的混凝土板块，并充分考虑试件边缘约束钢板的导热影响，对各个混凝土试件分别进行了喷雾钠火实验和数值模拟分析。本文主要内容如下：（1）利用搭建的喷雾钠火实验平台，对四种厚度

6、的混凝土试件进行了钠火实验，并测量采集了各个试件的温度和应变数据。实验结果表明试件表面钠火燃烧温度可以达到300~800℃，而且表层混凝土均发生了严重剥落；除表层崩脱比较严重的区域外，各个试件上层测点温度均被隔绝在100℃左右，而下层温度测点的升温幅度则均在10℃以下。因此在短时间的喷雾钠火工况中，100mm厚混凝土板块能够有效的隔绝火灾热量，而300mm厚试件的背火面几乎不受钠火作用影响。这为实际核岛厂房的防钠火设计，提供参考与借鉴。（2）利用ABAQUS软件对钠火实验建模分析，通过在模型表面施加实测温度，分析混凝土试件温度和应力的变化规

7、律。数值计算结果表明各个试件模型下层测点的最高温度均小于70℃，而且背火面的最大Mises应力则均在11MPa以下，其中300mm厚试件下层测点的升温幅度不足4℃，背火面最大的Mises应力也仅有2.67MPa。由数值模拟结果可知，300mm厚混凝土试件能够对温度和热应力起到了良好的隔绝作用。（3）将喷雾钠火实验和数值模拟结果进行对比，分析两种方法中试件温度及应力的偏差情况。对比结果表明混凝土试件下层测点温度结果吻合较好，ABAQUS软件用于喷雾钠火温度场分析具有较高的可行性和准确性；而实验测量的应变数据由于受到了较强的干扰，导致试件背火面

8、Mises应力偏差很大，因此可以利用ABAQUS软件对钠火实验的应力结果进行校正和预测。这为混凝土结构在喷雾钠火作用下的受热、受力研究，提供一种新的分析方法。关键词：混凝土板块；