火灾下超高性能混凝土梁斜截面承载性能研究
发布时间：2022-08-11 19:43
斜截面破坏是火灾下混凝土梁断裂坍塌时最突出的破坏模式。斜截面破坏属于脆性破坏,破坏时断裂坍塌突然,可防控性差。新型超高性能混凝土（UHPC）结构火灾安全风险大,尤其是火灾作用下UHPC梁斜截面承载性能亟待研究,开展火灾下UHPC梁斜截面承载性能与破坏机理研究,提出UHPC梁斜截面承载的火灾安全控制理论和抗火性能化设计方法,具有重要的学术价值与显著的社会、经济效益和广阔的应用前景。因此,本文针对上述关键科学技术问题开展火灾下UHPC梁斜截面承载性能研究,主要工作如下:（1）基于混凝土梁斜截面受剪破坏理论,对火灾下混凝土梁严重毁损和倒（坍）塌机理分析,对比UHPC梁与混凝土梁在火灾下的材料及热工性能、斜截面剪力传递机制与抗火设计方法上的差别,对火灾下UHPC梁斜截面承载性能中剪弯段高温爆裂、非线性温度场引起的斜截面抗力衰减与剪力传递机制变化等开展理论分析,识别和量化UHPC梁斜截面承载的火灾安全性。结果表明,斜截面破坏是火灾下混凝土梁倒（坍）塌的主要原因,火灾下UHPC梁斜截面承载失效风险显著高于普通混凝土梁。（2）依据热传导理论建立了UHPC梁温度场计算模型,考虑热-力耦合效应并引入材料...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 相关研究的现状
1.2.1 UHPC材料高温力学性能与热工性能
1.2.2 常温下UHPC梁斜截面承载性能
1.2.3 普通混凝土梁抗火性能
1.3 本文开展的研究工作
第2章 火灾下UHPC梁斜截面承载安全分析
2.1 火灾下混凝土梁破坏模式
2.2 钢筋混凝土受剪破理论
2.2.1 桁架理论模型
2.2.2 极限平衡理论
2.2.3 统计分析法
2.2.4 非线性有限元分析
2.3 火灾下UHPC梁斜截面承载安全分析
2.3.1 高升温速率下梁剪弯段UHPC高温爆裂可防控性差
2.3.2 高导热系数和非线性温度场的UHPC梁斜截面抗力衰减幅度大
2.3.3 UHPC梁的斜截面剪力传递机制火灾防御性能低
2.3.4 UHPC梁斜截面受剪承载力设计方法缺少火灾试验数据与理论支撑
2.4 本章小结
第3章 火灾下UHPC梁受剪承载分析
3.1 引言
3.2 材料高温力学及热工性能
3.2.1 普通混凝土
3.2.2 UHPC
3.2.3 钢筋
3.3 火灾下UHPC梁受剪承载分析模型
3.3.1 分析参数
3.3.2 UHPC梁极限荷载
3.4 基本假定
3.5 温度场分析
3.5.1 升温制度
3.5.2 热传递方式及各项参数确定
3.5.3 模型建立
3.6 UHPC梁受剪热-力耦合精细化分析模型
3.6.1 热-力耦合分析模型
3.6.2 热-力耦合应力应变计算方法
3.6.3 热-力耦合分析模型验证
3.7 本章小结
第4章 火灾下UHPC梁受剪承载性能
4.1 引言
4.2 温度场分析
4.3 UHPC梁高温下斜截面承载特性
4.3.1 分析参数
4.3.2 火灾下变形演化
4.3.3 剪跨比对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.3.4 纵筋率对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.3.5 荷载水平对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.3.6 箍筋配筋率及配筋形式对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.4 UHPC受剪火灾安全控制与抗火设计
4.5 本章小结
第5章 结论和展望
展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国建筑结构安全面临的五个问题[J]. 周绪红. 建筑. 2017(12)
[2]混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望[J]. 郑文忠,侯晓萌,王英. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[3]超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验研究[J]. 徐海宾,邓宗才,陈春生,陈兴伟. 土木工程学报. 2014(12)
[4]活性粉末混凝土热工参数试验研究[J]. 郑文忠,王睿,王英. 建筑结构学报. 2014(09)
[5]高强钢筋活性粉末混凝土简支梁受剪性能试验研究[J]. 金凌志,祁凯能,曹霞. 武汉理工大学学报. 2013(08)
[6]火灾后混凝土梁抗剪承载力试验与有限元分析[J]. 廖杰洪,陆洲导,苏磊. 同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
[7]高温作用后混杂纤维活性粉末混凝土残余力学性能研究[J]. 朋改非,康义荣,李保华. 施工技术. 2013(10)
[8]活性粉末混凝土热物理性质的研究[J]. 鞠杨,刘红彬,刘金慧,田开培,危松,郝松. 中国科学:技术科学. 2011(12)
[9]高温后钢纤维活性粉末混凝土SHPB试验研究[J]. 杨少伟,刘丽美,王勇威,巴恒静. 四川大学学报(工程科学版). 2010(01)
[10]掺粉煤灰和矿渣粉的活性粉末混凝土梁受力性能试验研究[J]. 郑文忠,卢姗姗,张明辉. 建筑结构学报. 2009(03)
博士论文
[1]高温下活性粉末混凝土爆裂规律及力学性能研究[D]. 罗百福.哈尔滨工业大学 2014
[2]活性粉末混凝土高温爆裂及高温后力学性能研究[D]. 李海艳.哈尔滨工业大学 2012
[3]活性粉末混凝土的高温力学性能与爆裂的试验研究[D]. 刘红彬.中国矿业大学(北京) 2012
[4]活性粉末混凝土梁受力性能及设计方法研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]高温对活性粉末混凝土高温爆裂行为和力学性能的影响[D]. 陈强.北京交通大学 2010
本文编号：3675270
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 相关研究的现状
1.2.1 UHPC材料高温力学性能与热工性能
1.2.2 常温下UHPC梁斜截面承载性能
1.2.3 普通混凝土梁抗火性能
1.3 本文开展的研究工作
第2章 火灾下UHPC梁斜截面承载安全分析
2.1 火灾下混凝土梁破坏模式
2.2 钢筋混凝土受剪破理论
2.2.1 桁架理论模型
2.2.2 极限平衡理论
2.2.3 统计分析法
2.2.4 非线性有限元分析
2.3 火灾下UHPC梁斜截面承载安全分析
2.3.1 高升温速率下梁剪弯段UHPC高温爆裂可防控性差
2.3.2 高导热系数和非线性温度场的UHPC梁斜截面抗力衰减幅度大
2.3.3 UHPC梁的斜截面剪力传递机制火灾防御性能低
2.3.4 UHPC梁斜截面受剪承载力设计方法缺少火灾试验数据与理论支撑
2.4 本章小结
第3章 火灾下UHPC梁受剪承载分析
3.1 引言
3.2 材料高温力学及热工性能
3.2.1 普通混凝土
3.2.2 UHPC
3.2.3 钢筋
3.3 火灾下UHPC梁受剪承载分析模型
3.3.1 分析参数
3.3.2 UHPC梁极限荷载
3.4 基本假定
3.5 温度场分析
3.5.1 升温制度
3.5.2 热传递方式及各项参数确定
3.5.3 模型建立
3.6 UHPC梁受剪热-力耦合精细化分析模型
3.6.1 热-力耦合分析模型
3.6.2 热-力耦合应力应变计算方法
3.6.3 热-力耦合分析模型验证
3.7 本章小结
第4章 火灾下UHPC梁受剪承载性能
4.1 引言
4.2 温度场分析
4.3 UHPC梁高温下斜截面承载特性
4.3.1 分析参数
4.3.2 火灾下变形演化
4.3.3 剪跨比对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.3.4 纵筋率对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.3.5 荷载水平对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.3.6 箍筋配筋率及配筋形式对UHPC梁火灾下受剪性能影响
4.4 UHPC受剪火灾安全控制与抗火设计
4.5 本章小结
第5章 结论和展望
展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国建筑结构安全面临的五个问题[J]. 周绪红. 建筑. 2017(12)
[2]混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望[J]. 郑文忠,侯晓萌,王英. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[3]超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验研究[J]. 徐海宾,邓宗才,陈春生,陈兴伟. 土木工程学报. 2014(12)
[4]活性粉末混凝土热工参数试验研究[J]. 郑文忠,王睿,王英. 建筑结构学报. 2014(09)
[5]高强钢筋活性粉末混凝土简支梁受剪性能试验研究[J]. 金凌志,祁凯能,曹霞. 武汉理工大学学报. 2013(08)
[6]火灾后混凝土梁抗剪承载力试验与有限元分析[J]. 廖杰洪,陆洲导,苏磊. 同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
[7]高温作用后混杂纤维活性粉末混凝土残余力学性能研究[J]. 朋改非,康义荣,李保华. 施工技术. 2013(10)
[8]活性粉末混凝土热物理性质的研究[J]. 鞠杨,刘红彬,刘金慧,田开培,危松,郝松. 中国科学:技术科学. 2011(12)
[9]高温后钢纤维活性粉末混凝土SHPB试验研究[J]. 杨少伟,刘丽美,王勇威,巴恒静. 四川大学学报(工程科学版). 2010(01)
[10]掺粉煤灰和矿渣粉的活性粉末混凝土梁受力性能试验研究[J]. 郑文忠,卢姗姗,张明辉. 建筑结构学报. 2009(03)
博士论文
[1]高温下活性粉末混凝土爆裂规律及力学性能研究[D]. 罗百福.哈尔滨工业大学 2014
[2]活性粉末混凝土高温爆裂及高温后力学性能研究[D]. 李海艳.哈尔滨工业大学 2012
[3]活性粉末混凝土的高温力学性能与爆裂的试验研究[D]. 刘红彬.中国矿业大学(北京) 2012
[4]活性粉末混凝土梁受力性能及设计方法研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]高温对活性粉末混凝土高温爆裂行为和力学性能的影响[D]. 陈强.北京交通大学 2010
本文编号：3675270
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