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摘 要

Abstract IV

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2火灾案例介绍 1

1.3研究的必要性及意义 2

1.4国内外研究现状 2

第二章 钢筋混凝土性能参数 5

2.1钢筋混凝土的热工性能 5

2.2钢筋混凝土的高温力学性能 6

2.2.1混凝土的高温力学性能 6

2.2.2钢筋的高温力学性能 9

第三章 钢筋混凝土柱失效影响因素 12

3.1火灾类型的影响 12

3.2载荷变化率的影响 12

3.3配筋率的影响 13

3.4荷载偏心距的影响 14

3.5配筋数的影响 14

3.6混凝土强度的影响 15

3.7混凝土保护层的影响 16

第四章 ABAQUS模拟柱的温度场 18

4.1ABAQUS简介 18

4.2ABAQUS 温度场模拟实例 18

4.2.1建立模型 19

4.2.2加载和分析 21

4.2.3温度场结果分析 21

第五章 失效破坏机理 25

5.1轴心受压柱抗力模型的建立 25

5.2荷载效应组合 28

5.3实例计算 29

第六章 ABAQUS模拟柱的应力场 32

6.1建立模型 32

6.2约束、加载与分析 33

6.3后处理 33

第七章 结论 37

7.1主要工作与结论 37

7.2有待进一步研究的问题 38

参考文献 39

致谢 40

火灾环境下钢筋混凝土构件风险分析

摘要

火灾是人类社会的主要灾害之一，其对人员的生命财产造成巨大的损失,具有毁灭性。钢筋混凝土结构的抗火性能虽然优于其它结构，但是在火灾中仍会暴露出很多的问题，依旧存在着风险。所以，对火灾环境中钢筋混凝土构件的温度场和应力场进行分析是很有必要的。在钢筋混凝土结构中，柱是其重要的组成部分，一旦柱子出现问题整个结构就可能面临倒塌的危险，所以本文中选取柱作为研究对象。另一方面，试验模拟的设备要求高、造价昂贵，而且存在高温试验的危险性。因此，采用有限元软件模拟钢筋混凝土柱在火灾环境中的温度场和应力场具有很强的理论价值和工程应用意义。

首先，本文总结了国内外学者对钢筋和混凝土这两种材料的高温特性的研究成果，对这两种材料的热工性能和高温力学特性进行了理论阐述。

其次，通过对相关外文文献的翻译，得出对钢筋混凝土柱构件失效有影响的因素。

然后，运用 ABAQUS 有限元分析软件，对钢筋混凝土柱构件进行了温度场模拟分析，得出的结论表明了柱构件内温度分布的规律。

再然后，通过查阅文献，根据钢筋混凝土柱构件受热时极限承载力的理论计算公式对模拟工况进行了计算分析。通过分析，得出了温度与极限承载力的关系曲线及曲线所对应的关系公式，从而可以大致确定钢筋混凝土柱构件在高温下的失效情况。

最后，运用 ABAQUS 的热力耦合分析对钢筋混凝土柱构件在高温下的力学性能进行了研究。结果发现，高温时钢筋混凝土柱的极限承载力明显下降。

关键词：火灾 高温 钢筋混凝土柱 ABAQUS 温度场 应力场 失效

Risk analysis of reinforced concrete members under fire condition

Abstract

Fire is one of the major secondary disasters, its lead to huge losses of persons and properties. Fire resistance of reinforced concrete structure is superior to other structures, but still exposes a lot of problems in the fire, there is still risk. So, for reinforced concrete members in fire environment temperature field and stress field analysis is necessary. In the reinforced concrete structure column is an important part, once the column problems the whole structure may be in danger of collapse, so this column is selected as the object of study. On the other side, equipments used on the research of concrete structures under high temperature are requirement and expensive, and there is the risk of high-temperature experiments. Therefore, using finite element simulation of reinforced concrete columns in fire condition of temperature field and stress field has a strong theoretical value and practical significance.

First, this paper summarizes the domestic and foreign scholars on steel and concrete outcome of the study on the high temperature properties of both materials, the two material thermal properties and high temperature mechanical properties of the theory.

Secondly, through the translation of foreign language documents, factors that have an impact on failure of reinforced concrete column is obtained.

Then, using the ABAQUS finite element analysis software, the simulation analysis of temperature field of reinforced concrete columns , the conclusion shows that the law of temperature distribution in the column.

Then, through literature, according to ultimate bearing capacity of reinforced concrete columns heated theoretical formula to calculate , analysis the simulated case. According to the analysis, concluded that the relationship between temperature and the ultimate bearing capacity of curves and curve corresponding to the formula, which can be broadly identified failure of reinforced concrete columns under high temperature conditions.

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