钢筋混凝土结构抗高温性能.doc

许海斌王晓峰杨晨吴琪宇朱泽宇浙江科技学院
钢筋混凝土结构抗高温性能研究综述
【摘要】随着钢筋混凝土在现代建筑中越来越广泛的使用和近年来建筑物火灾发生的增长,人们有必要对混凝土结构的火损伤行为有更系统和量化的理解。在高温(火灾)条件下,钢筋混凝土的结构性能将发生重要的变化,比如抗压、抗拉强度,粘结锚固性能损失等等。本文就从高温(火条件)下及高温后普通钢筋、预应力钢筋及混凝土等结构材料在材料性能退化规律的研究成果方面进行简要的介绍,从而掌握钢筋混凝土抗高温的性能规律,为保障火灾时人民的生命财产安全做出贡献。
【关键词】钢筋;混凝土;高温;抗火性能
1 钢筋混凝土构件截面温度场的计算
高温作用下,材料性能受到不同程度的损伤,混凝土的强度和弹性模量随温度升高而降低,钢筋虽有混凝土保护,,以及钢筋混凝土构件和结构抗火性能的理论分析,还是计算构件和结构的高温承载力和火灾后剩余承载力,,钢筋混凝土构件截面的温度分布随着时间发生变化,升温曲线!构件截面形状!,一般可根据工程要求的计算精度采用如下几种方法:简化成稳态的和线性的一维或二维问题,求解析解;用有限元法或差分法,或二者结合的方法,编制计算机程序进行数值分析,有些通用的结构分析程序可以计算简单的温度场问题;制作足尺试件进行高温试验,加以实测;直接利用有关设计规程和手册所提供的温度场图表或数据.
火灾温度的确定方法
文献[1]认为国际标准化组织(ISO)采用的火灾升温曲线能满足大多数火灾的升温曲线,(1)计算:
(1)
式中 T-在时间t时的炉温,℃; -加温前炉内温度℃,t-时间,min
根据火灾区域面积!可燃物种类和数量、通风条件等计算出火灾燃烧持续时间,再根据标准升温曲线推算出火灾温度,,可根据热传导理论计算出构件表面温度和截面温度场.
混凝土的热工性能
在分析截面温度场时,必须掌握材料的基本热工性能,比如温度膨胀变形、单位热容量、,!配合比和含水率等因素的差别而有较大变化,且试验数据的离散度大,下面简单列举各参数的一般变化规律.
(1)质量密度:混凝土升温后失水,质量密度略有减小,计算时一般取常值2400kg/m3.
(2)热膨胀系数:随温度增加,不同骨料混凝土的值都将增大,但超过一定温度(T≥800℃)时, 近似常数,为简化计算,不考虑骨料类型的影响,直接给出与温度的关系:
(1/℃) (2)
(3):指单位质量的材料温度升高1℃,而骨料类型![2]给出了简化的计算公式:
(℃) 20℃≤T≤1200℃(3)
(4)导热系数:指单位温度梯度情况下通过单位面积的热流速度,单位为W/(℃).混凝土的导热系数随温度升高而明显减少,