高温作用下预应力混凝土梁热力学性能的数值模拟与分析.pdf

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1、高温作用下预应力混凝土梁热力学性能的数值模拟与分析NumericalAnalysisofThermodynamicPropertiesofPrestressedConcreteBeamunderHighTemperature、及2011年4月姓类专方马者位科究币■■■f作学学研导合肥工业大学洲PflrlfIrrIrlJIr!rllIrIIfY1886160本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：戢彳錾托秀袍∥瞳戈溽．彦彳箍独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据

2、我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金8曼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：丧鑫签字日期：&叫年岁月午日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金g墨王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密

3、的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：囔鑫导师躲叶影’圉：砂，／年夕月牛日电话：艿钍一乜压h；；邮编：高温作用下预应力混凝土梁热力学性能的数值模拟与分析摘要根据热力学理论及有限元分析方法，对高温作用下9根无粘结预应力扁梁、24米大跨度预应力梁进行了数值模拟与分析，研究高温作用下预应力梁的热力学性能。主要内容如下：(1)对高温作用下9根无粘结预应力混凝土扁梁截面温度变化趋势进行模拟。根据模拟结果研究扁梁内部预应力钢筋数量、预应力钢筋净保护层厚度、钢筋配筋率对扁梁温度场的影响，并将分析结果与试验数据进行对比发现两者相差不大。结果表明：截面温度场的分布主要由加热方式及加热边界

4、条件控制。(2)通过间接耦合将扁梁热分析的结果导入结构分析中，研究在温度荷载、三分点集中荷载、预应力、自重作用下构件的变形。分析扁梁构件力筋应力损失情况，对不同力筋数量、净保护层厚度、配筋率的构件的跨中挠度进行对比。当其他条件一样时：力筋多的跨中绕度小；净保护层厚度大的跨中绕度小。(3)利用同样的方法，对实际工程中24米大跨度预应力混凝土梁进行了热一结构耦合场分析，得出了高温作用下不同时刻截面二维温度场、跨中挠度、应力变化等，验证了此梁满足抗火设计规范要求。关键词：预应力混凝土梁；数值模拟；高温作用；耦合场；有限元方法NumericalAnalysisofThermodynami

5、cPropertiesofPrestressedConcreteBeamunderHighTemperatureABSTRACTAccordingtothermodynamictheoryandfiniteelementanalysis，nineunbondedprestressedconcretebeamsand24meterslarge-spanprestressedconcretebeamsarenumericalsimulatedandanalyzedunderhightemperatureinthispaper．Thethermodynamicpropertyofthe

6、beamsisalsopresented．Thekeypointsareasfollows：(1)Thechangesofsectiontemperatureinnineunbondedprestressedconcretebeamsarenumericalsimulatedunderhightemperature．Theinfluenceofnumberofprestressedreinforced，thicknessofitscoverandsteelratioonthesectiontemperaturefieldofsimply—supportedbeamsisprese

7、ntedinthispaper．Theanalyticalresultsareclosedtotestdata．Thesectiontemperatureofunbondedprestressedconcretebeamiscontrolledbytheheatingmethodanditsboundaryconditions．(2)Bytheindirectcoupling，theresultsofthermalanalysisareintroducedintostructur