火灾高温及荷载耦合作用下钢筋混凝土托梁转换结构的性能分析

火灾高温及荷载耦合作用下钢筋混凝土托梁转换结构的性能分析火灾高温及荷载耦合作用下钢筋混凝土托梁转换结构的性能分析 摘要：本文运用大型通用有限元分析软件 ABAQUS 实体单元，对钢筋混凝土托梁转换结构在火灾下的温度场及变形性能进行分析，得到了结构在火灾高温及荷载耦合作用下的温度及变形随时间的变化曲线。 关键词：火灾下，托梁转换，温度场，变形，有限元分析 中图分类号： TU37 文献标识码：A 文章编号： 一、引言 随着城市建设的进展,建筑物功能的综合性越来越强,建筑物下部楼层与外部联系紧密,设置大厅、商业、娱乐等公共用房, 为了有尽可能大的自由灵活空间,采纳大空间结构；而建筑物上部楼层私密性较强,设置为住宅、旅馆、公寓等小开间建筑,这就需要在上下楼层结构不连续处设置转换结构构件,完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或者上部楼层到下部楼层结构布置的改变。当今,火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。在各类火灾事故中,建筑火灾所占比例较为突出,损失也较大，因此针对带有转换结构的建筑工程结构，开展其火灾行为和耐火性能的讨论显得十分必要。 二、ABAQUS 有限元分析模型建立 模型为一 3 层 3 跨钢筋混凝土框架。跨度 3.3m，底层层高 6m，其余层高 4m。底层框架梁截面为 300mm×800mm，其余层框架梁截面为 300mm×500mm。边柱截面为 500mm×800mm，中柱截面为300mm×300mm。主筋为 HRB335 级钢筋，混凝土为 C30，材料参数均根据现行混凝土法律规范取标准值，热膨胀系数采纳公式 。利用PKPM 软件进行了配筋设计。升温前施加使用荷载 35.2kN/m。柱主筋保护层厚度为 30mm，梁主筋保护层厚度 25mm。受火区域上部梁采纳三面受火，受火区域左右边界受火柱采纳三面受火，中部受火柱采纳四面受火，下部受火梁采纳顶部单面受火，中部受火梁采纳四面受火。 升温曲线采纳 ISO834 标准升温曲线 式中 ――构件升温经历的时间，min； ――升温 t 时刻的平均温度，℃； ――初始温度，℃。 本文主要考察托换梁的温度场分布及变形特征，文献[2]认为框架结构在局部火灾条件下进行结构的抗火分析时，可只考虑着火房间的温度升高，其他房间按常温考虑。 混凝土热工的热工性能参数主要有热传导系数、比热容、热膨胀系数和质量密度，均采纳欧洲法律规范 EC4[3]建议的公式。 三、有限元分析及结果 通过 ABAQUS 有限元软件对托梁转换结构框架模型二层中跨受火工况进行非线性...