火灾高温下钢筋混凝土结构的有限元模拟分析

在阐述钢筋混凝土结构高温特点的基础上,分析了高温下混凝土构件的热工性能,并借助大型有限元分析软件ANSYS对高温下构件截面温度场非线性进行了有限元分析,明确了建筑构件截面的受火情况影响因素。     

火灾下钢筋混凝土结构的温度场分析

利用有限元软件ABAQUS对高温下钢筋混凝土结构的温度场进行了计算和分析,计算结果和试验结果吻合较好,并为进一步认识钢筋混凝土结构的高温力学性能和耐火极限创造了条件。     

火灾下钢筋混凝土框架结构的全过程分析

通过对钢筋混凝土框架结构火灾环境模拟,分析了框架结构内部的温度场变化过程,并对火灾下框架结构的力学性能进行了全过程分析,真正实现了框架结构火灾反应的全过程分析,为框架的抗火设计提供理论依据。     

火灾下钢筋混凝土结构三维温度场的数值模拟

研究受火钢筋混凝土构件内部温度场随时间的变化对于分析高温下建筑结构强度、形变的变化规律以及建筑结构的抗火性能是至关重要的.基于三维非稳态导热微分方程,用控制容积法建立了火灾环境下钢筋混凝土三维非稳态温度场的离散格式.计算了火灾环境下一钢筋混凝土楼板的三维非稳态温度场,其结果与文献报道的试验数据基本一致.还计算了一个由楼板、梁、柱和砖墙构成的钢筋混凝土整体结构在火灾中5 h的温度场.计算表明,各受火面在三维方向上的温度分布不是均匀的,火灾下建筑整体结构的温度场计算是一个三维问题;受火表面温度受到内部钢筋的影响而呈现波浪形分布;楼板和柱子的钢筋耐火极限应该同时被考虑.     

高温下钢筋混凝土内部温度场数值模拟

针对高温下钢筋混凝土构件导热的非线性瞬态特点,全面考虑其热工参数和质量热容参数的变化时序性,把传热学理论与计算机数值模拟技术相结合,利用ANSYS热分析功能,模拟高温(火灾)作用下混凝土构件内部温度场的变化,应用瞬态温度场仿真程序对四面受火矩形截面柱和T形截面梁温度场进行了数值模拟,模拟结果较试验结果偏大的原为模拟未考虑结构构件实际火灾环境的散热。算例模拟表明,模拟结果与文献给出的试验结果图形曲线走向一致,验证了计算机数值模拟结果分析的适用性与正确性,为混凝土结构构件抗火分析提供了计算辅助手段与理论依据。     

火灾高温作用下钢筋混凝土梁截面温度场的计算与分析

采用有限元—差分相结合的方法编制了钢筋混凝土梁构件截面内部瞬态温度场计算分析的程序,验证表明与精确解符合程度较好。并应用该分析程序进行了三面受火的混凝土矩形梁构件在不同时刻截面内部温度场的计算与分析,对计算结果也进行了对比验证,精确度较高,由此得到混凝土梁构件在各种情况下的截面温度场及其分布的特点与规律,为进一步研究钢筋混凝土梁构件的抗火性能提供了基础。     

火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场数值模拟

为了研究配筋率、升温曲线、多面受火、传热系数等因素对钢筋混凝土剪力墙温度场的影响,利用COMSOL多物理场建模与仿真软件对火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场进行模拟,并得到不同因素变化条件下的剪力墙的温度场分布规律,模拟结果与试验结果符合良好.对温度场模拟中各参数对温度场的影响进行了讨论,结果表明:受火时间越长,钢筋混凝土剪...     

火灾作用下钢筋混凝土梁温度场特征分析

基于Abaqus有限元软件,模拟钢筋混凝土梁三面受火作用下的温度场变化,分析了梁截面温度的分布规律,研究了混凝土保护层厚度、防火涂料厚度等关键因素对混凝土梁中受拉(压)钢筋、混凝土的温度场影响.研究表明,增加混凝土保护层厚度及防火涂料厚度均可有效提高梁的受火性能.保护层厚度增加一倍,受拉(压)钢筋温度分别下降52.5％...     

钢筋混凝土异形柱高温下力学性能的数值模拟

为研究高温下钢筋混凝土异形柱的力学性能,结合结构截面在力和温度作用下的非线性增量有限元分析方法和钢筋混凝土柱耐火极限简化分析方法,编制了钢筋混凝土异形柱高温反应的全过程分析程序RCSSCF。程序考虑了轴力的二阶效应,程序的有效性得到了其他学者试验结果的验证。提出混凝土卸载段的映射温度流动途径,以及应变切线模量、温度切线模量和时间切线模量的计算方法。利用该程序对具有相同横截面积的异形柱和方形柱的高温性能进行比较,包括截面温度大于500℃的损伤严重区域占全截面面积的比例和两端固端的异形柱和方形柱在四周受火和不同轴压比下的耐火极限。分析表明:异形柱的耐火性能明显低于方形柱,耐火极限受轴压比影响大;十字形柱的耐火性能比T形柱好,T形柱则又比L形柱好。     

火灾下钢筋混凝土构件的数值模拟

利用大型通用有限元程序ABAQUS对火灾下钢筋混凝土构件的热响应和力学响应进行了数值模拟。在热响应分析中,通过设定混凝土在100℃时的潜能,间接考虑了含水量的影响;在力学响应分析中,采用非线性显式分析,解决了隐式分析中混凝土开裂的数值收敛困难,并用质量缩放的方法提高计算效率。     

火灾下钢筋混凝土平面框架结构受力机理分析

为研究火灾下钢筋混凝土框架结构的受力机理,采用梁单元建立了钢筋混凝土框架结构耐火性能有限元计算模型,考虑火灾位置、柱轴压比和梁配筋率等参数的影响,对火灾下钢筋混凝土框架结构的变形、内力重分布、破坏形态以及耐火极限进行了参数分析。分析结果表明,火灾下框架结构出现了整体破坏形态和局部破坏形态两种典型的破坏形态:当柱轴压比较小时,框架出现受火梁破坏导致的框架局部破坏形态;当柱轴压比和梁配筋率均较大时,框架出现受火中柱和受火边柱破坏导致的框架整体破坏形态,整体破坏形态为连续性倒塌破坏。在框架局部破坏形态条件下,三面受火梁在框架竖向分布位置不同,受约束作用不同,框架的耐火极限亦不同;而在框架整体破坏条件下,柱轴压比越大,耐火极限越小。     

高温下钢筋混凝土梁的温度场分析

使用大型有限元分析软件ABAQUS对钢筋混凝土梁进行温度场分析,分析结果与试验结果吻合情况较好,为进一步深入研究钢筋混凝土梁在火灾下的力学性能和耐火极限创造了条件。     

震损钢筋混凝土平面框架结构抗火性能研究

为明确混凝土框架结构受地震破坏造成的几何损伤对其遭受地震次生火灾后耐火性能退化规律的影响,分析总结震害资料以及抗震实验记录,将混凝土保护层剥落、残余变形作为混凝土结构的震损形式,通过数据统计与回归分析的方法确定损伤尺寸,从而建立了两层两跨震损钢筋混凝土平面框架有限元模型,得到了框架结构变形特点和受火位置、轴压比、层间位移角对平面框架结构耐火极限的影响规律。     

高温后混凝土的力学性能试验研究

为了研究高温后混凝土材料的力学性能,设计24个高温后棱柱体试件进行轴心受压试验,主要考虑火灾温度对试件破坏形态、变形性能、剩余承载能力的影响,试验观察了不同温度下试件的外观变化、破坏形态,测试了其物理、力学性能指标,并分析了经历不同温度后混凝土材料的力学性能退化规律,提出了高温后混凝土的应力-应变关系以及强度计算式。研究表明:随着试件受火温度的增加,混凝土的表面颜色发生改变,并伴随龟裂现象,质量变轻;峰值应力降低,而峰值应变总体呈增大趋势。研究结果可为混凝土工程的高温后评估提供参考。     

高温后钢筋混凝土材料性能的研究

在阅读众多国内外文献的基础上,总结了目前国内外高温后钢筋混凝土材料性能的研究现状:分别从均匀温度场和非均匀温度场两种作用环境概括了混凝土材料和钢筋混凝土材料在单一荷载作用及多种荷载形式作用下的力学性能试验的研究成果,并且尝试对其机理做了初步的理论探讨.进一步对高温后钢筋混凝土材料性能的研究方向进行了展望.     

无粘结预应力混凝土框架火灾下的温度反应分析

火灾中影响无粘结预应力结构反应的因素较多，其中结构在火灾时对温度的反应是研究结构抗火性能的重要方面。本文通过模拟真实火灾环境，对4榀无粘结预应力混凝土框架进行了火灾试验，测出了在火环境下结构的温度场分布情况，并用计算机模拟温度场，从而为结构理论分析提供了温度数据。