鋼筋混凝土拱形構件高溫下力學性能研究.pdf

1、鋼筋混凝土拱形結構是土木工程中常見的結構形式，有著廣泛的應用，研究高溫下拱形結構的力學性能具有重要的意義，目前對于鋼筋混凝土拱形結構的抗火性能研究較少。本文以某拱形構件為例，通過實驗研究及有限元分析，著重研究構件在不同火災高溫下的溫度分布以及力學性能，主要研究內容與結論如下： （1）對常溫下構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固定支座和鉸支座的支撐方式，優(yōu)化結構的細部處理，真實的反應了構件的實際受力狀況，

2、并與實驗結果進行對比，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件進行試驗研究，實驗研究表明構件在荷載和高溫的共同作用下位移先向下發(fā)展，之后出現上拱，并導致了上表面受拉和出現橫向裂縫，下表面出現以縱向裂縫為主的龜裂狀裂縫；構件上拱的速率與程度隨構件受火溫度的升高而增加；拱結構本身曲線決定了高溫下材料膨脹使構件有上拱趨勢，這與荷載效應的方向相反，使構件有利于

3、抗火。對構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)對構件內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件破壞時間與荷載比關系，發(fā)現在荷載水平較低時，構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構的承載力和耐火時間。 （4）對構件應力狀態(tài)進行分析，探討拱