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《合肥工业大学》 2010年
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高温(火灾)下预应力混凝土板温度场及力学性能的数值分析

张博  
【摘要】: 防治火灾是长期而艰巨的任务。预应力钢筋混凝土结构是现代工程结构中一种新的结构形式,所以关于其温度场的研究也越来越有意义。在试验室中模拟难度较大,人力、财力消耗较多,危险性也比较高。本文针对预应力钢筋混凝土板在标准升温曲线作用下的温度-应力场进行有限元数值模拟研究。主要工作如下: (1)对国内外关于钢筋及混凝土热力学参数随温度变化的规律进行了归纳总结;以热传导基本方程为依据,详细介绍了高温条件下截面温度场的有限元方程推导过程,为温度场的数值模拟打下了理论基础。 (2)通过前面数据确定了对流换热系数、辐射换热发射率系数、混凝土导热系数及比热的取值。然后进行预应力钢筋混凝土板的温度场分析和应力应变的数值模拟。按标准升温曲线模拟温度,通过应用ANSYS软件实现对预应力混凝土单向简支板的温度变化全过程分析。绘制了板截面上距受火面不同高度的升温曲线。再将有限元模拟值与试验结果比较,分析两者误差原因,及有限元模拟值的合理性。 (3)火灾中,建筑物的构件除了要承受正常使用的荷载外,还承受温度应力。由于边界条件的限制,温度应力造成预应力混凝土构件发生变形,再内部产生较大内力。本文先通过数值计算方法介绍了板温度应力和挠曲微分方程。然后用有限元软件模拟温度场中预应力钢筋混凝土简支板的温度应力、板的变形、板的应变等。同时,分别对自定义预应力混凝土简支板在标准升温曲线下的变形进行了数值分析。经过计算可得,在正常荷载作用下预应力混凝土板的耐火性较好。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU378.5

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