火灾高温作用下预应力型钢混凝土简支梁耐火性能全过程分析

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预应力型钢混凝土结构是一种由混凝土、普通钢筋、型钢、预应力钢绞线构成的新型组合结构,具有承载能力高、刚度大、抗震性能好等优点,因此通常被用于大跨、重载及高层、超高层结构的转换构件等重要的结构构件中。考虑到预应力型钢混凝土构件在整个结构中的重要性,其在火灾高温作用下的力学性能将直接影响到整个结构的安全。在火灾高温作用下,预应力型钢混凝土构件将形成一个截面存在明显梯度的温度场,材料的弹性模量降低,构件将产生较大的温度应力及变形。相应的材料强度的降低,将大大影响构件的承载能力。因此,针对预应力型钢混凝土构件火灾作用下的力学性能进行分析,对提高结构设计的安全性显得极为重要。本文以预应力型钢混凝土简支梁构件为研究对象,通过理论分析与试验结果对比的方法,对预应力型钢混凝土简支梁火灾作用下的力学性能进行分析,主要内容包括:1.利用ABAQUS有限元分析软件对热力耦合状态下预应力型钢混凝土简支梁的截面温度场分布进行分析,并与试验实测温度场对比,得到构件截面温度变化的一般规律。根据温度场数据计算构件组成材料的高温力学性能衰减,揭示了预应力型钢混凝土构件高温下的力学性能劣化机理。2.通过对高温下预应力型钢混凝土构件刚度的分析,得到一种计算高温下预应力型钢混凝土简支梁刚度的方法。对比火灾作用下试验构件跨中挠度的实测值,验证刚度分析的正确性,为进一步分析预应力型钢混凝土结构的高温力学性能奠定了基础。3根据升温全过程构件截面温度场的分布,推导高温下预应力型钢混凝土简支梁的正截面极限抗弯承载力计算公式。以推导的计算公式为基础,得到火灾全过程构件受弯极限承载力的变化规律。通过分析试验测得的有效预应力变化规律,建立高温下预应力型钢混凝土中预应力损失简易计算公式
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