过火后钢筋混凝土简支梁力学性能试验研究

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随着高速公路里程的快速增长,每年因车辆碰撞等因素引起的交通事故也越来越多,这些交通事故中因车辆运载的易燃易爆物品的泄漏等其他因素往往导致火灾发生,从而对事故发生地的桥梁及其他混凝土构筑物的安全造成很大威胁,所以针对过火后钢筋混凝土结构的力学性能的研究越发重要。首先对国内外现有的混凝土桥梁过火文献及其他混凝土结构火灾事故的研究成果和现状进行了归类总结,综合分析了钢筋混凝土结构的抗火性能和火灾过程中钢筋及混凝土材料的高温影响因素,其次对不同文献及各国规范中规定的材料热工参数进行了对比分析,为之后的数值分析提供了数据。开展钢筋混凝土梁过火试验,制作四根截面尺寸为400mm?600mm长度为6.4m的足尺简支梁构件。首先设定了不同过火工况,分别对其中三根梁进行过火,研究了混凝土试验梁在不同工况时的温度场分布及火灾后力学性能变化情况,然后使用ABAQUS软件进行了数值分析。主要研究内容及结果分为如下几点:(1)对试验梁进行过火试验,测得了梁体内部温度场不同高度处的变化数据,利用测出的温度数据进行拟合分析,得出了梁体内部温度场变化规律曲线。(2)在加热完成后对四根试验梁进行了静载试验,并在加载试验过程中对四根试验梁的荷载-挠度及荷载-裂缝之间的关系进行研究,结果发现过火后的梁其裂缝间距比正常状态下要大,主要是材料性能退化所致。(3)对现有的几种混凝土结构过火后承载力计算方法的适用性进行了分析,最后根据试验数据等实际情况,得出一种分层计算方法用于处理混凝土强度折减计算。(4)使用ABAQUS有限元分析软件建立钢筋混凝土简支梁进行过火模拟,对过火后混凝土简支梁的温度场及力学性能进行了分析,并和现有的试验数据进行了对比研究,证明了试验数据的正确性。
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