基于升降溫全過(guò)程的PEC柱耐火性能指標(biāo)研究.pdf

1、自然火災(zāi)包含升溫和降溫兩個(gè)階段，其中降溫段對(duì)結(jié)構(gòu)的耐火性能有很大影響。目前構(gòu)件的耐火極限大多基于標(biāo)準(zhǔn)升溫條件，與實(shí)際結(jié)構(gòu)經(jīng)歷火災(zāi)的過(guò)程存在一定差異。試驗(yàn)和分析表明PEC柱在降溫段也可能產(chǎn)生破壞。當(dāng)外界溫度場(chǎng)處于降溫階段時(shí)，由于混凝土材料的熱惰性，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場(chǎng)較外部出現(xiàn)溫度滯后的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)內(nèi)部可能在繼續(xù)升溫，使得結(jié)構(gòu)在火災(zāi)降溫段的承載能力進(jìn)一步降低，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在降溫段發(fā)生破壞。為全面分析PEC柱在升降溫全過(guò)程的耐火性能，本文基

2、于火災(zāi)全過(guò)程分析，重點(diǎn)對(duì)降溫段可能的破壞進(jìn)行了研究，主要的研究工作如下:
　　(1)應(yīng)用ABAQUS軟件建立了考慮火災(zāi)升降溫全過(guò)程的局部填充混凝土(Partially Encased Concrete，簡(jiǎn)稱PEC)柱耐火性能分析有限元模型，并采用已有的高溫下及高溫后柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的正確性。
　　(2)考慮降溫段材料屬性較升溫段有所恢復(fù)的特點(diǎn)，分別計(jì)算了鋼材和混凝土在升溫段和降溫段的材料屬性。
　　(3)定義場(chǎng)變

3、量，編寫能夠?qū)崿F(xiàn)材料不同溫度階段的材料屬性的自動(dòng)識(shí)別和轉(zhuǎn)換的子程序，實(shí)現(xiàn)升降溫全過(guò)程的計(jì)算過(guò)程。
　　(4)定義并分析了自然火災(zāi)下的耐火性能指標(biāo)(duration of the heating phase，簡(jiǎn)稱DHP)，利用驗(yàn)證后的模型分析了PEC柱在全過(guò)程火災(zāi)下可能出現(xiàn)的延遲破壞現(xiàn)象。
　　(5)分別考慮荷載比、截面尺寸、長(zhǎng)細(xì)比、混凝土強(qiáng)度、截面配筋率等五個(gè)因素對(duì)PEC柱DHP值的影響：火災(zāi)荷載比和截面長(zhǎng)細(xì)比對(duì)PEC柱的耐