火灾下水分汽化和迁移对圆形截面钢管混凝土柱温度场分布影响的试验研究

通过8根圆形截面钢管混凝土柱在火灾下的温度场试验,研究核心混凝土内水分汽化和迁移对钢管混凝土柱温度场分布的影响,对比参数包括排气孔开孔位置、混凝土含水率和柱截面尺寸。结果表明:混凝土中的水分在温度100~150℃时发生汽化,汽化过程中形成的水蒸气会在柱内发生迁移并由排气孔排出柱外。水分汽化和迁移对钢管混凝土柱温度分布的影响主要有:汽化过程中,截面1/2半径内混凝土温度均匀分布,无明显温度梯度,并在一定时间段内保持不变或略有降低,出现一个"温度平台段",其持续时间随含水率和截面尺寸而不同;而水气迁移过程会导致温度场沿柱高度方向产生不均匀分布,距排气孔越远,截面丧失水分越早,温度平台段越短,截面1/2半径内的混凝土温度升高也越快。建立有限元模型对试验中钢管混凝土柱的截面温度场进行分析,并与试验结果进行比较,结果表明,目前有限元分析方法无法考虑水分迁移的影响,因而导致分析结果中无法反应出温度平台段和温度场沿柱高方向不均匀分布的特征。