高温下钢筋混凝土柱温度场模拟及力学性能分析

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2、守此规定）论文作者签名：两段佯""主年L月7日冉年4月7日火灾是人类社会的主要灾害之一，其对人员的生命财产造成巨人的损失，具有毁灭性。混凝土结构的抗火性能虽然优于其它结构，但其抗火问题同样不可忽视。目前国内外对于高温下混凝土梁的性能研究已取得一些成果。然而，对于高温下钢筋混凝土柱的性能研究资料甚少。另一方而，试验模拟的设备要求高、造价昂贵，而且存在高温试验的危险性。因此，采用有限元方法模拟钢筋混凝土柱的抗火性能具有很强的理论价值和工程应用意义。本文以钢筋混凝土柱为研究对象，运用大型通用有限元分析软件ABAQUS研究了钢筋混凝土柱的截面温度场分布和高

3、温力学性能。首先，本文对钢筋和混凝土这两种材料的高温力学特性进行了理论阐述，总结了国内外学者对这两种材料的高温力学特性的研究成果。其次，应用ABAQUS软件对钢筋混凝土柱进行了温度场分析。讨论了升温曲线、受火面数、保护层厚度、截面尺寸等对钢筋混凝土柱截面温度场的影响。温度场模拟为钢筋混凝土柱的抗火性能研究提供了重要的导入数据。然后，在钢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钢筋混凝土柱在单调和往复荷载作用下的力学性能进行了研究，得出了其力学性能下降的规律。更进一步，分析了温度、配箍率、轴压比和截而尺寸等对钢筋混凝土柱

4、高温力学性能的影响。结果表明：温度、截面尺寸、长细比和荷载偏心率对混凝土柱的承载力影响较大，而轴压比、配箍率和荷载角对承载力影响较小。最后，对钢筋混凝土结构火灾后的检测鉴定与加固方法进行了归纳总结；指出了我国在火灾后结构检测鉴定与加固行业屮存在的诸多问题。关键词：钢筋混凝土柱、高温、温度场模拟、力学性能、检测鉴定与加固AbstractFireisoneofthemajorsecondarydisasters,itsleadtohugelossesofpersonsandproperties.Although,concretestructuresbe

5、tterthantheotherstructuresonthefireresistance,butthesamecan^tbeignored.Theresearchesofconcretebeamsunderhightemperaturehavestudiedatdomesticandabroad,buthavelittleoftheresearchesofconcretecolumnsunderhightemperature.Ontheotherside,equipmentsusedontheresearchofconcretestructure

6、sunderhightemperaturearerequirementandexpensive,andthereistheriskofhigh-temperatureexperiments.Therefore,thefiniteelementmethodisusedontheresearchofthefireresistanceofconcretestructureswiththeoreticalvalueandengineeringapplications.Inthispaper,usingfiniteelementanalysissoftwar

7、eABAQUStostudythetemperaturefieldsimulationandmechanicsperformancesofreinforcedconcretecolumnsunderhightemperature.Firstly,thehightemperaturemechanicalpropertiesofsteelandconcreteofthesetwomaterialsaredescribed.Andfindingsofthescholarsatdomesticandabroadonthehightemperaturemec

8、hanicalperformancesofthesetwomaterialsaresummarized.Secondly,