火災(zāi)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)熱彈塑性分析.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火性能研究一直是固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的重要課題之一。由于受到試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)規(guī)模的限制,對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來說目前主要依靠有限元計(jì)算來進(jìn)行模擬分析。在火災(zāi)高溫和外部荷載的作用下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生劇烈的內(nèi)力重分布,變形情況也非常復(fù)雜。因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火性能的研究正日益成為學(xué)術(shù)界和工程界需要解決的一個(gè)難題。
　　 本文在國(guó)內(nèi)外鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)鋼筋和混凝土材料的高溫力學(xué)性能進(jìn)行了理論研究,并對(duì)鋼

2、筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗火性能進(jìn)行了非線性有限元計(jì)算,主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1比較系統(tǒng)的歸納和總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于鋼筋和混凝土熱工性能和高溫力學(xué)性能的理論和試驗(yàn)研究成果,為進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的熱分析和結(jié)構(gòu)分析提供了良好的基礎(chǔ)。
　　 2以傳熱學(xué)理論為基礎(chǔ)采用虛功原理給出了鋼筋混凝土構(gòu)件截面溫度場(chǎng)的有限元迭代方程,編制了構(gòu)件截面溫度場(chǎng)分析程序,并對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件截面溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,計(jì)算結(jié)果得到了其他研究學(xué)者試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。討

3、論了構(gòu)件截面尺寸、受火方式和受火時(shí)間等因素對(duì)溫度分布情況的影響。
　　 3根據(jù)非線性彈性理論和熱彈塑性理論,給出了考慮材料徐變性能的一般熱彈塑性本構(gòu)方程,采用不同的屈服法則推導(dǎo)得出了鋼筋和混凝土的熱彈塑性徐變問題的增量本構(gòu)方程。采用完全隱式的Euler向后積分法編制了非線性程序?qū)Φ玫降匿摻罨炷翢釓椝苄员緲?gòu)方程進(jìn)行了數(shù)值模擬,計(jì)算結(jié)果得到了試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證,為進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高溫作用下的抗火性能分析提供了理論依據(jù)。
　　

4、 4采用鋼筋桿組合單元對(duì)鋼筋混凝土連續(xù)梁進(jìn)行了劃分,根據(jù)給出的剛度矩陣對(duì)火災(zāi)和集中荷載作用下兩跨鋼筋混凝土連續(xù)梁進(jìn)行了熱彈塑性非線性數(shù)值求解,并給出了跨中撓度隨溫度的變化值?；阡摻罨炷亮航孛嫫胶鈼l件提出了一種雙筋矩形截面梁在火災(zāi)高溫作用下的截面抗彎剛度計(jì)算方法,根據(jù)力學(xué)原理和材料高溫特性對(duì)恒載升溫條件下的鋼筋混凝土兩跨連續(xù)梁的內(nèi)力重分布和變形全過程進(jìn)行了彈塑性分析。
　　 5基于完全拉格朗日格式建立了考慮材料與幾何雙重非線