火災(zāi)后鋼筋混凝土構(gòu)件的安全性能分析.pdf

1、建筑物一旦發(fā)生火災(zāi),直接影響人民的生命財產(chǎn)安全,同時也給正在使用和將要投入使用的建筑物帶來巨大安全威脅,因此,建筑物發(fā)生火災(zāi)后的可靠性分析鑒定就顯得十分重要。鋼筋混凝土構(gòu)件在遭受火災(zāi)后,其力學(xué)性能會發(fā)生復(fù)雜的變化,力學(xué)性能的相關(guān)變化會導(dǎo)致整個構(gòu)件截面承載力水平的下降,進而降低了建筑結(jié)構(gòu)體系整體抗力水平,并最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠性能不再滿足要求。
　　本文分析并總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上，在以下幾個內(nèi)容進行研究:
　　1.整理

2、總結(jié)已有的火災(zāi)后鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能以及本構(gòu)關(guān)系。由于在火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展和后續(xù)處理的過程中,影響因素眾多且復(fù)雜多變,國內(nèi)外學(xué)者在該方面的研究成果也有很大差別,本文對其進行了合理的篩選,得到了不同材料類型、不同冷卻方式下的鋼筋混凝土的本構(gòu)關(guān)系,為下一步構(gòu)件剩余承載力的計算和可靠性分析提供了相對可靠地支撐。
　　2.進一步完善了RC構(gòu)件高溫后剩余承載力的計算方法。鋼筋混凝土構(gòu)件在火災(zāi)后其力學(xué)性能會出現(xiàn)不同程度的衰減劣化,并且構(gòu)件截面

3、的幾何尺寸會有所減小。對此,本文提出合理的假設(shè)條件,并嘗試引入了分層法和等效截面縮減法來計算鋼筋混凝土構(gòu)件在火災(zāi)后的剩余承載力,提高了計算的精度。以分層法為例計算得到了不同受火時間后構(gòu)件截面的抗力折減系數(shù)。
　　3.利用ANSYS有限元分析軟件中的非線性瞬態(tài)熱分析,通過設(shè)定合理的初始條件和邊界條件,分別對三面受火梁構(gòu)件、四面受火柱和三面受火柱在不同受火時間后的截面溫度場進行了模擬。然后,通過對該數(shù)據(jù)進行分析處理,可以得到不同構(gòu)件的

4、等效受火時間、構(gòu)件內(nèi)部不同節(jié)點的時間—溫度曲線等數(shù)據(jù),為分層法計算截面強度折減系數(shù)提供依據(jù)。
　　4.分析討論了影響火災(zāi)后鋼筋混凝土構(gòu)件可靠性的因素。給出了材料強度、幾何尺寸以及計算公式這些隨機變量的統(tǒng)計參數(shù);考慮了火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的衰減程度。本文中通過分層法計算火災(zāi)后構(gòu)件截面強度的折減系數(shù)。在此基礎(chǔ)之上，建立了受火后的鋼筋混凝土構(gòu)件的抗力模型并通過統(tǒng)計學(xué)知識分析了抗力的統(tǒng)計參數(shù)。最后,結(jié)合抗力模型和荷載效應(yīng)的隨機性,建立了極限

5、狀態(tài)方程。
　　5.對驗算點法進行了適當(dāng)?shù)恼砀倪M。通過將非正態(tài)變量先行當(dāng)量正態(tài)化,并針對幾種常見的非正態(tài)分布的隨機過程,給出了可直接應(yīng)用的相關(guān)參數(shù)計算公式,大大簡化了迭代過程,提高了計算精度,為本文進行火災(zāi)后構(gòu)件可靠度的計算提供了理論支撐。
　　6.綜合考慮可靠度的影響因素,結(jié)合工程實例,根據(jù)檢測結(jié)果,利用有限元分析軟件ANSYS模擬等效受火時間后構(gòu)件(三面受火梁、柱和四面受火柱)截面溫度場的分布情況。結(jié)合本文中的具體方法