分层法计算高温后RC梁的剩余承载力.pdf

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1、58低温建筑技术2012年第9期(总第171期)分层法计算高温后RC梁的剩余承载力苏云磊，江世茹，郑晓峰(1．西安建筑科技大学土木学院。西安710055；2．陕西省交通建设集团。西安710055)【摘要】所探讨的高温后Rc梁剩余承载力的方法是分层法。在以往的计算中会经常碰到这样一个问题，就是由于构件截面内不均匀温度场的存在，使得我们在计算混凝土强度的时候，计算结果会有误差或者差异存在，而该方法，将构件截面内的混凝土进行网格划分后，再利用差分法将其加权平均值求得，从而有效地避免了这个误差的存在，并最终获得了高温作用后的构件截面混凝土强度折减系数。【关键词】火灾；分层法；剩余承载

2、力；强度折减系数【中图分类号】TU375【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)09—0058—02火灾是日常生活生产过程中时有发生的灾害，具到较高的计算精度。有高频率、大危害的特点，严重的影响国家和人民的假设梁截面尺寸为b·h，那么在截面的横向，用生命财产安全，尤其是正在使用的建筑一旦发生火灾节点(i表示)将其等分成r／,格；同样，截面纵向方向用后，其造成的后果十分严重。因此，对于建筑领域的节点(_『)划分为m等分。这样，整个截面就被划分为m火灾科学的研究越来越受到重视。钢筋混凝土结构·n个微单元，并且每个单元都有自己的编号，假设将构件在受到火灾中高温作用

3、后，视情况的不同，材料每个单元其用右下角的节点编号来表示。在一定的的力学性能会有不同程度的劣化，进而导致构件甚至火灾加热时间内微元(i，J)所经历的最高温度记为是整个结构的承载力和刚度的下降，那么关于高温后并假定同一个微元各处温度相等，取微元中心的钢筋混凝土结构构件的剩余承载力的计算就显得十温度代表整个网格的温度。分必要。通过以往的理论和经验知道，钢筋混凝土结1．3确定混凝土强度折减系数构和构件在遭受高温后的承载力的计算原则和方法假定混凝土材料各向同性，在混凝土构件的初与常温下的计算相同，只是考虑到材料的变形，强度始、边界条件以及材料的热工参数确定之后，利用AN．等相关指标的

4、劣化，需要根据截面温度场的分布情况SYS有限元分析软件对不同的受火时间后截面所经历作相应的修正即可。本文在总结前人成果的基础上，的最高温度的分布情况进行分析，再将温度场按照一在高温后钢筋混凝土梁构件的剩余承载力的计算方定的温差(一般取50—100℃)，将其划分成为若干不法上进行初步的探讨。同的区域，再根据每一区域在不同受火时间中所经历1分层计算法的最高温度，通过计算模型得到各个区域混凝土抗压1．1分层计算法的假设条件强度的折减系数，最后对整个截面进行加权平均，在应用分层法计算时，必须要做分层法的假设条利用分层法，获得全截面混凝土抗压强度的折减系数件：①将受压区各个网格中的混凝

5、土强度看作是常即可。高温后混凝土强度和温度之间的回归公式：数；②不计受拉区混凝土对构件剩余承载力的贡献；(1)当T~<200℃时：③通过受压区面积的加权平均获得截面受压区的混，’n()=El·0—0·58194(!)]．(1)凝土强度折减系数；④火灾过程中，忽略钢筋与混凝土之间的滑移；⑤不计不同的温度一应力途径对材料(2)当≥200℃时：，’n强度的影响以及构件截面内产生的温度应力。()=E1-1459—1·39255()]．(2)1．2网格划分式中，()为温度作用后混凝土材料的抗压在计算高温后RC梁构件的剩余承载力之前，首先要对梁构件的截面进行必要的网格划分。由于在强度；．

6、为常温下混凝土材料的抗压强度。火灾发展过程中，而混凝土材料又为热惰性材料，所一凹，(■)(3)以就使得RC梁表面温度增长较快，而内部升温则相对较慢，在构件界面内就容易形成较大的温度梯度，全截面混凝土强度的折减系数的计算公式：·所以要选择尺寸较小的网格和小的时间步长，这样就——Z~crS,—(4)会能更真实的反应梁截面内的温度发展情况，以求达苏云磊等：分层法计算高温后Rc梁的剩余承载力59式中，S为受压区第i区域的面积；∞为第i区域的强度相等。混凝土强的折减系数。受压区高度：在实际计算过程当中，为了计算的方便，减小工fyxA,=ctL1bfo=而1．0X0．70X240×14．

7、3_1⋯4．1mm作量，可以根据具体情况采用不同的单元划分形式。I如三面受火的矩形截面钢筋混凝土梁，可以采用沿宽而高温后的钢筋弹性模量：度方向分层划分。钢筋在构件截面上所占的面积很E。(T)=(100．53—0．0265T)X10一E。=0．894X小，故其所经历最高温度等于所在位置附近混凝土的2×10：1．788×l0最高温度。钢筋在火灾后的抗拉和抗压强度相等，可5b=—_f=一_——0．8nn一=一0．‘J53J以根据相关公式计算得到，本文在此就不再过多介绍。·0+y¨而I_而2计算实例。=下面以矩