论文部分内容阅读
对每个国家来说,火灾都是一个沉重的灾难,在结构工程领域,结构抗火亦是一个重要的课题。楼板作为结构的重要组成部分之一,它在建筑结构中既作起到分隔作用,又起到了承担荷载的作用。近年来,随着建筑产业化的号角越吹越响,钢筋混凝土叠合板得到广泛应用,为了优化钢筋混凝土叠合板的性能,出现了一种新型的楼板——预应力混凝土叠合板。本文所研究的预应力混凝土叠合板是由预制预应力榫卯底板和现浇叠合层混凝土叠合而成的单跨简支叠合板。它具有刚度大,整体性能好等优点。楼板在高温火灾作用下如果承载力不足,不仅会导致本层坍塌而且严重的情况下会导致整个结构倒塌,所以当火灾发生时,叠合板不仅要保证自身不会坍塌而且还要防止火灾蔓延到上一层,叠合板高温下的承载力对整个建筑结构的安全性至关重要；而且,不同火灾环境中的火灾升温曲线不同,不同升温曲线下叠合板的温度场特征和力学响应规律如何,需要采用合理的指标分别开展分析。为了给这种新型叠合板结构形式在建筑中的合理应用提供技术依据和参考,文章首先分析了新型预应力混凝土叠合板的截面温度场分布情况,然后对其高温下的抗弯承载力进行了分析。主要内容如下：(1)对混凝土、钢筋、预应力钢丝的的热工性能和高温力学性能进行了总结,并对各个参数进行了分析。(2)系统阐述了高温下预应力混凝土叠合板的温度场理论,基于温度场分析的假设介绍了适应于预应力混凝土叠合板的热传导方程。(3)利用ABAQUS运用有限元方法对预应力混凝土叠合板进行了截面温度场分析。讨论了升温曲线、不同板厚、保护层厚度、受火时间、受火面数对预应力混凝土叠合板截面温度场的影响,以烧蚀深度为指标,分析了不同火灾升温条件下构件的烧蚀情况。温度场分析的结果为高温下预应力混凝土叠合板的抗弯承载力分析奠定了基础。(4)采用ABAQUS有限元分析方法和三台阶模型简化计算方法分别分析了高温下预应力混凝土叠合板的抗弯承载力。基于ABAQUS有限元分析,获得了预应力混凝土叠合板的应力应变规律、挠度变化情况和耐火极限：基于三台阶模型简化计算方法,给出了高温下预应力混凝土叠合板的极限弯矩公式,进而求出了等效火灾楼面活荷载,并分析了不同升温曲线对叠合板的影响程度及影响特征。