鋼筋混凝土拱形構(gòu)件高溫下力學性能研究.pdf

1、鋼筋混凝土拱形結(jié)構(gòu)是土木工程中常見的結(jié)構(gòu)形式，有著廣泛的應用，研究高溫下拱形結(jié)構(gòu)的力學性能具有重要的意義，目前對于鋼筋混凝土拱形結(jié)構(gòu)的抗火性能研究較少。本文以某拱形構(gòu)件為例，通過實驗研究及有限元分析，著重研究構(gòu)件在不同火災高溫下的溫度分布以及力學性能，主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下： （1）對常溫下構(gòu)件的極限承載力進行分析，采用改進的支座用于模擬一種介于傳統(tǒng)固定支座和鉸支座的支撐方式，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的細部處理，真實的反應了構(gòu)件的實際受力狀況，

2、并與實驗結(jié)果進行對比，驗證模擬方法與邊界條件設置的合理性，為分析高溫下荷載比對構(gòu)件耐火性能的影響提供條件。 （2）對高溫下鋼筋混凝土拱形構(gòu)件進行試驗研究，實驗研究表明構(gòu)件在荷載和高溫的共同作用下位移先向下發(fā)展，之后出現(xiàn)上拱，并導致了上表面受拉和出現(xiàn)橫向裂縫，下表面出現(xiàn)以縱向裂縫為主的龜裂狀裂縫；構(gòu)件上拱的速率與程度隨構(gòu)件受火溫度的升高而增加；拱結(jié)構(gòu)本身曲線決定了高溫下材料膨脹使構(gòu)件有上拱趨勢，這與荷載效應的方向相反，使構(gòu)件有利于

3、抗火。對構(gòu)件的溫度場進行實驗研究和有限元計算，表明不同的升溫曲線和受火狀態(tài)對構(gòu)件內(nèi)部的升溫速率和溫度分布有較大影響。 （3）通過對比單雙面受火時構(gòu)件破壞時間與荷載比關系，發(fā)現(xiàn)在荷載水平較低時，構(gòu)件雙面受火比單面受火的耐火時間長，在荷載水平較高時，情況相反。這是由于在荷載較小時，雙面受火的拱形構(gòu)件更容易上拱，上拱相當于增加了拱的矢高，矢高的增加在一定程度上能提高結(jié)構(gòu)的承載力和耐火時間。 （4）對構(gòu)件應力狀態(tài)進行分析，探討拱