钢筋混凝土楼板高温动力损伤识别试验研究及非线性分析

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jacob888888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钢筋混凝土楼板作为建筑结构构件之一,在建筑经历火灾时,楼板是最容易且损伤最严重的构件,高温的作用使得材料性能必然发生劣化,对楼板的性能产生一定的损伤。近年来,基于动力参数的桥梁结构构件损伤方法已经被广泛采用,并运用到工程实际之中,且取得良好的效果。对于钢筋混凝土楼板的高温损伤研究较少。本文通过对钢筋混凝土试验板高温受火试验,在基于动力理论损伤识别的基础上,选择相应的动力参数进行损伤评定。通过薄板横向振动基本理论,分析钢筋混凝土板振动微分方程,求解频率、振型与试验结果建立对比分析。通过建立高温历程对材料性能的影响,对楼板进行非线性有限元分析。通过Fortran语言编程实现求解频率、振型的过程,研究动力特性的折减,阐明了高温损伤动力特性发生变化的根本原因。本文主要的研究内容和得到的成果包括以下几个方面:1.设计制作了8块钢筋混凝土楼板,并对试验板进行高温试验研究,及动力特性测试。根据平板振动的相关理论,建立薄板的振动微分方程,在四边简支、对边简支的边界条件下求解频率、振型的解析解。根据高温前试验板的动力测试结果与理论求解结果偏差不大,吻合度较高,说明动力试验的可靠性。根据高温炉内温度场数据分析,高温炉内温度与ISO-834标准升温曲线基本吻合;试验楼板厚度方向各个测点温度符合一维楼板热传导解析式。2.根据相关文献提出高温损伤深度的概念,由试验结果分析得出楼板在发生火灾平均16.57min时楼板底部温度就达到了轻度损伤,30.23min时楼板底部温度就达到了重度损伤。B1~B5试验板在遭受高温作用一小时的轻度损伤深度占楼板厚度在42.37%~49.50%之间,重度损伤深度占楼板厚度在21.26%~23.29%之间。通过高温前与高温下动力试验结果分析表明,高温下钢筋混凝土板频率均发生不同程度的降低,高温作用时间越长衰减程度越大;二阶固有频率的衰减率要高于一阶固有频率;随着楼板配筋率的增加,固有频率随之增加。楼板厚度的增加,对频率有着提高的作用。3.对高温试验板采用自然冷却的方式降温,并进行高温后的动力试验。通过高温冷却前后的动力试验测试结果比较,得到高温冷却过程会造成楼板内部反向的内外温度差作用,影响材料性能,造成二次损伤使得频率发生进一步不同程度的降低。其中,四边简支双向板高温下与高温后一阶频率衰减范围在4%~8%之间,二阶频率衰减范围在1%~11%之间;对边简支单向板一阶频率衰减范围在7%~11%之间,二阶频率衰减范围在2%~5%之间。动力试验结果振型图与高温前理论分析结果相比变化不明显,说明高温作用对楼板造成的是同一层面较大面积的相对均匀的损伤,但内部缺陷严重,耗能能力增强。4.对高温后钢筋混凝土板进行非线性的有限元分析,建立材料弹塑性的增量型本构模型,通过等刚度矩阵迭代法进行非线性的求解,建立有限元法的非线性分析方法,并利用动力学方法进行楼板的频率求解。利用Fortran90语言编写程序实现结果输出。结果分析得到,程序求解值与试验测取值具有很好的吻合性,符合固有频率的变化规律,程序分析过程可靠,具有一定的工程使用价值。也进一步阐释了高温损伤的实质是对材料非线性的影响,探索其抗弯刚度的折减是分析高温损伤识别的关键所在。
其他文献
本文主要研究日语中[V连用+V连用]形复合词(原动词V为同一动词)的语义特征与句法功能以及原动词V对其的影响。已有研究的问题点在于:第一,未讨论[V连用+V连用]形复合词与原动词
阅读关乎个人、民族、国家的前途和命运。《普通高中语文课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》),明确指出高中阶段的学生要加强课内外的阅读,培养广泛的阅读兴趣和习惯,提升阅读品味,掌握阅读方法,提高阅读能力。让学生在阅读中拓宽视野,领略人类社会气象与文化,体验中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化,提高语言文字运用能力与思想文化修养,丰富精神世界,可见课外阅读在学生阅读活动中的重要性。
研究背景:NLRP3炎症小体是由多种蛋白组成的复合体,与多种炎性疾病的发生发展有关,是抗炎药物开发的重要靶标。NLRP3活化后与ASC及Pro-caspase-1形成复合物,引起Pro-caspase-
目前,中国“在地”设计的特点是寻找建筑本身的地域性、精神性和回归性。主张建筑应源于自然和地域环境,即当地的人文环境、生活方式、文化语境等,追求建筑材料的合理选择、
研究背景:依普黄酮(ipriflavone,IP)是一种异黄酮类植物性雌激素的衍生物,在化学结构上类似于雌二醇,对于作用于骨组织、抑制骨吸收具有显著疗效,可产生类似雌激素样的抗骨质疏松的作用,目前广泛应用于临床、用于改善原发性骨质疏松症(Osteoporosis,OP)、治疗绝经后妇女的OP以及其他一些骨代谢性疾病,因其代谢过程类似体内生理过程,且不产生应用雌激素所致的副反应,故具备良好的应用前景
自从光子晶体材料问世以来,由于其独特的结构和性质,使得其在光化学、色彩显示、传感器等方面具有很广泛的应用。胶体自组装法是制备光子晶体的一个重要途径,由于其操作简单
摩擦纳米发电机(TENG)是一种依靠摩擦起电和静电感应原理收集和转移电荷,从而将机械能转化为电能的能量转化装置,因为具有环保、高效、灵活等特点近些年成为研究热点。大量研
氮沉降和降水格局变化是全球变化的重要内容。作为“生态系统的工程师”,蚯蚓对地上地下关键生态过程均有深刻的影响。蚯蚓群落对全球变化的响应和反馈是生态学和全球变化相关领域的研究前沿。了解氮沉降及降水格局对蚯蚓群落特征的影响,是系统开展蚯蚓与全球变化研究的重要切入点。处于我国南北气候过渡带的河南信阳鸡公山地区,其生物群落兼具温带和亚热带的特征,对气候变化可能相对敏感。本研究基于2012年建立的鸡公山模拟
桦褐孔菌属于一种真菌类药物,经研究发现,桦褐孔菌中含有大量的多糖,多糖有抑制肿瘤的生长、降血压降血糖、抗氧化等作用,桦褐孔菌多糖将会被广泛使用。本文研究的内容是对桦
光子晶体是一种折射率呈现周期性变化的材料,在光电器件方面应用广泛。光子晶体颗粒的制备,通常需要通过蒸发或者萃取方式移除溶剂,蒸发方式移除溶剂速度慢,需要加热;萃取方