本文首先回顾了结构抗火的发展历史及高强混凝土结构抗火研究的现状,在对已有的研究成果分析总结后,针对现有研究主要是基于试验的基础上,提出了应用有限元软件进行分析计算的可行性,以便在实际工程中得到更为简便的计算方法,进而说明了本文的主要工作。 进行高强混凝土结构高温时力学性能的分析,首先要分析其受火高温时结构内部的温度分布,为此,本文利用有限元软件ANSYS的划分荷载步方法,在空间域内进行有限元网格的划分,在时间域内进行有限差分网格的划分,对柱截面的温度场进行了计算,计算结果和试验结果基本一致。 接着,本文讨论了应用ANSYS有限元分析的理论基础,论述了钢筋混凝土柱有限元分析的一般理论。结合试验,以有限元软件ANSYS.为平台,对高强混凝土轴心受压柱进行仿真模拟,空间上混凝土和钢筋采用分离式模型,时间上采用先升温后加载的顺序单向耦合法,计算了高强混凝土轴心受压柱在不同受火高温作用下的极限承载力和变形的变化规律,同时给出了柱的温度—挠度曲线、荷载—挠度曲线以及柱内应力分布云图。通过与试验结果的对比表明,应用有限元分析软件计算的柱内部的不均匀温度场所引起的变形作为后续加载计算的初始条件是可行的,同时也验证了应用此方法对高强混凝土轴心受压柱高温时的力学性能分析是可靠的。另外,文中还概括了影响高强混凝土轴心受压柱极限承载力的因素,通过分析表明:受火温度和混凝土强度对柱的耐火性能有较大影响,纵筋含量次之,而箍筋用量的影响不很明显。 最后,在上述研究成果的基础上,对全文进行了总结,并对需要改进之处及今后进一步开展的研究工作提出了有益的建议。