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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(yīng)用,研究高溫下拱形結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能具有重要的意義,目前對(duì)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(shí)驗(yàn)研究及有限元分析,著重研究構(gòu)件在不同火災(zāi)高溫下的溫度分布以及力學(xué)性能,主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下: (1)對(duì)常溫下構(gòu)件的極限承載力進(jìn)行分析,采用改進(jìn)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(xì)部處理,真實(shí)的反應(yīng)了構(gòu)件的實(shí)際受力狀況,
2、并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模擬方法與邊界條件設(shè)置的合理性,為分析高溫下荷載比對(duì)構(gòu)件耐火性能的影響提供條件。 (2)對(duì)高溫下鋼筋混凝土拱形構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(shì),這與荷載效應(yīng)的方向相反,使構(gòu)件有利于
3、抗火。對(duì)構(gòu)件的溫度場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和有限元計(jì)算,表明不同的升溫曲線和受火狀態(tài)對(duì)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(duì)比單雙面受火時(shí)構(gòu)件破壞時(shí)間與荷載比關(guān)系,發(fā)現(xiàn)在荷載水平較低時(shí),構(gòu)件雙面受火比單面受火的耐火時(shí)間長(zhǎng),在荷載水平較高時(shí),情況相反。這是由于在荷載較小時(shí),雙面受火的拱形構(gòu)件更容易上拱,上拱相當(dāng)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(shí)間。 (4)對(duì)構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析,探討拱
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