文档介绍：钢筋混凝土构件在受火时的力学性能分析查晓雄1 钟善桐2(,湖北武汉 430074 ;,黑龙江哈尔滨 150090)摘要:在计算混凝土截面受火时温度场分布的基础上,用非线性有限元法对钢筋混凝土构件的防火承截力进行了计算,由此得到了其在受火时的时间变形全过程曲线并分析了不同参数对钢筋混凝土构件的防火承截力的影响,:钢筋混凝土; 防火性能; 有限元中图分类号:TU311 : TU352. 5文献标识码:A 文章编号:1000 - 5730(2002)01 - 0086 - 05 结构构件防火承载力,一般定义为构件在火灾作用下不丧失承载力所能持续的时间,通常由ISO834(1985)中描述的标准升温曲线下的防火试验所确定[1].由于这种方法不仅昂贵耗时,也不易推广,近年来,许多国内外学者致力于用数值分析的方法来预测和计算钢筋混凝土构件的防火承载力[2~5].钢筋混凝土构件防火承载力计算的数值方法第一步是确定在火温作用下温度场随时间的分布规律,然后进行时间—应力或时间—变形全过程分析,由于材料的力学性能及温度随时间不断发生变化,,构件破坏由稳定或强度准则所确定, 截面温度场的计算截面温度场的计算可分为两部分:单元内热传导的计算,它由Fourier热传导方程所确定;火温通过边界向单元内的热传导的计算,,Fourier热传导方程可表示为55x(λx·5θ5x)+55y(λy·5θ5y)+55z(λz·5θ5z)+Q=ρc·5θ5t,(1)式中,λx,λy及λz为x,y及z方向上导热函数;c为热容;ρ为容度;θ为温度;t为时间;Q为内热,,热流动由对流和辐射组成,热辐射占主要部分,则h=hc+hr;(2)hc=αc(θg-θm)m;(3)hr=Vσ(αmεfθg4-εmθm4),(4)式中,θm为表面温度;θg为火温;θc为对流系数;m为对流方程中指数;V为观察系数;εf,εm为火焰与表面的幅射率;αm为表面吸收系数;σ为Ste2fan2Boltzmann,各参数取值详见文献[1].由于材料的热工性能与温度有关,上述方程是非线性,[6].图1为一典型钢筋混凝土截面(×)m中间轴方向在单面和三面受火时温度场分布的图形,可以看到温度随时间逐步上升, 材料本构模型文献[1]对钢和混凝土两种材料在不同温度下的力学性能做了详细的分析, 钢材钢筋的应力应变关系由文献[7]中公式所确定,它包括了在不同温度下徐变的影响,即σS=ES(T)εS,εS≤εSP;σS=ES(T)εSP+αES(T) (εS-εSP),εS>εSP,式中,εS和σS为应力和应变;α= :2002 - 01 - 08.