论文部分内容阅读
建筑火灾严重威胁着人们的生命财产安全,钢筋混凝土结构是目前建筑中应用最广泛的一种结构形式,其在火灾下的受力性能及结构抗火安全设计已受到工程技术人员和科研人员的广泛关注,但我国还没有钢筋混凝土结构抗火设计的国家规范。本文对钢筋混凝土梁在高温下的极限承载力计算及抗火设计方法进行了研究。1.对国内外关于混凝土、钢筋的热工参数和高温力学性能的变化规律进行了归纳总结和比较。从而选取适当的参数进行钢筋混凝土梁的温度场分析和极限承载力计算。2.采用ANSYS分析三面受火钢筋混凝土梁截面的温度场分布。对影响截面温度场分布的参数进行分析,结果表明:升温曲线和骨料种类对温度场影响不大,截面宽度比截面高度对温度场的影响要大,截面内温度的变化趋势与其位置有关。文章还对300℃和800℃等温线位置和钢筋温度的确定进行了计算和讨论。3.采用二台阶模型作为混凝土高温强度的计算模型,对受火截面的等效截面面积计算公式进行了推导,建立了火灾下钢筋混凝土梁承载力极限状态的计算公式,用FORTRAN语言编制梁高温极限承载力计算的程序,并利用程序对影响承载力的参数进行分析。分析表明:截面的几何尺寸对高温承载力影响较大,且截面宽度比截面高度的影响更明显;提高钢筋和混凝土的强度等级,不能有效改善其抗火性能;保护层厚度是影响结构抗火性能的一个重要参数,随着保护层厚度的增加,钢筋混凝土梁的高温极限承载力都有所提高,但保护层厚度并不是越大越好;常温承载力相等情况下,提高纵筋的配筋率也不能有效改善梁的高温极限承载力;受压钢筋的存在对梁的高温极限承载力影响不明显。4.提出了一种基于计算的钢筋混凝土梁抗火设计方法,考虑了火灾发生的实际场景和火灾荷载,推荐了火灾下有效荷载的组合公式,并利用高温极限承载力的简化计算方法对火灾下钢筋混凝土框架梁的承载力和稳定性进行验算。并推导了高温下钢筋混凝土梁刚度的简化计算公式。