氯离子致损后钢筋混凝土梁高温受剪性能试验研究与数值分析

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近年来频发的建筑火灾使人们越来越重视建筑结构抗火的研究,并对此开展了大量的试验研究和理论分析。钢筋混凝土结构在设计使用年限内一般是带裂缝工作,裂缝的存在严重影响沿海地区建筑物的耐久性和抗火性能,然而目前关于建筑结构抗火的研究少有考虑裂缝影响,因此研究裂缝对建筑结构的抗火性能的影响很有必要。为研究海洋环境致损后的钢筋混凝土梁高温性能,分析不同程度侵蚀损伤对高温下梁截面温度场以及高温后承载力的影响,选取普通钢筋混凝土梁作为研究对象,依次进行电化学锈蚀试验以模拟海洋环境损伤从而得到不同宽度的锈胀裂缝,并以此作为初始损伤进行火灾试验和基于ANSYS的数值模拟分析,本文的主要研究内容如下:(1)综合论述了国内外对于钢筋混凝土耐久性和建筑结构抗火的研究现状,分析了混凝土结构在材料力学基本性能、构件层次和结构层次上的最新研究成果和存在的问题;(2)设计了4根钢筋混凝土梁试件,编号为L1~L4,对试件L1~L3进行电化学锈蚀试验产生不同宽度的锈胀裂缝来模拟海洋环境损伤,试件L4作为对比试件未进行电化学锈蚀试验,并以此作为初始损伤进行火灾试验,探究不同宽度裂缝对梁截面的温度场分布的影响规律;(3)对各梁火灾后的剩余承载力进行试验研究,并与等效截面法计算的理论值进行对比,分析不同程度侵蚀损伤对钢筋混凝土梁火灾后的残余承载力的影响;(4)以通用有限元软件ANSYS模拟海洋环境致损后的钢筋混凝土梁火灾试验的全过程,得到梁在高温下的温度分布云图、变形图以及裂缝的变化规律。
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