基于火灾模拟的钢筋混凝土构件内力及位移情况分析

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近十年来,我国经济建设保持了快速的发展,各种结构类型的建筑鳞次栉比的矗立在大地上,随之而来的建筑结构防火问题也越来越受到人们的重视。虽然钢筋混凝土结构的抗火性能要优于其他的结构形式,但是受火灾影响产生严重后果的情况也并不鲜见。此外对建筑结构和构件进行火灾试验所需的花费高,试验设备也较为复杂,使得利用有限元软件模拟结构和构件在火灾中的性能变得越来越重要。本文结合两种专业软件-火灾动态模拟软件FDS和大型有限元分析软件ANSYS,对某建筑结构中的构件在火灾荷载作用下的一些内力及位移变化进行研究,主要开展了以下工作:   (1)总结概括了目前国内外在钢筋混凝土结构及构件抗火方面的研究成果,阐述了建筑火灾的基本原理和火灾模拟软件FDS的计算原理及应用的流程;   (2)分析了混凝土和钢筋在高温作用下的热工性能和力学性能的变化特点,为研究火灾荷载作用下型钢混凝土柱的温度、内力和变形提供了理论基础;   (3)介绍有限元法的基本理论和有限元法分析过程,阐述了利用ANSYS热分析模块进行建模时单元的选择;并对三面受火的二维T型钢筋混凝土梁截面的温度场进行了初步分析讨论;   (4)对于受火的建筑进行现场损伤调查,对其中受到损害的建筑构件进行了评估,同时统计分析了室内的火灾荷载,为火场的模拟重现奠定基础;   (5)在上述理论分析和实例应用的基础上,结合某建筑火灾实例,利用两种专业软件FDS和ANSYS选取其中受火严重的两个型钢混凝土柱进行热-结构耦合分析,得出相关结论并给出了结构构件的修复加固方法。  
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